原題は『The Romance of Modern Mechanism』、著者は Archibald Williams です。
　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼。
　図版は省略しました。索引が無い場合、それは私が省いたか、最初から無いかのどちらかです。
　以下、本篇。（ノー・チェックです）

*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍『近代機械のロマン』開始 ***

転写者注：

軽微な誤植は修正済みです。アクセント記号、ハイフン、句読点の使用における印刷上の不一致は、特記がない限りそのまま残されています。古風な綴りは変更されていません。修正箇所の一覧については、本書末尾をご覧ください。

一部のデバイスでは、イラストを左クリックすると拡大表示されますのでご注意ください。

近代機械 のロマン

巻頭図版1
巻頭図版2
機械彫刻家

下の図は、ウェンツェル彫刻機が、模型の両側に配置された2つの石塊を加工している様子を示しています。この機械は、1つの原型から同時に4つの複製を作成できます。上の図は、この自動彫刻機による作品の品質を示しています。

近代機械のロマン
素晴らしい機械や機械装置、驚くほど繊細な科学機器などを、専門用語を使わずに興味深い説明で紹介しています。

による

アーチボルド・ウィリアムズ、

オックスフォード大学文学士、英国王立勅許鑑定士協会フェロー

『現代の発明のロマンス』、『現代の
鉱業のロマンス』、『現代の工学のロマンス』、
『現代の探査のロマンス』
などの著者。

30点のイラスト入り

ロンドン・
シーリー・アンド・カンパニー・リミテッド

グレートラッセルストリート38番地

1910年

このボリュームと均一

ロマンスの図書館

特大判8vo判。多数の挿絵入り。各5シリング。

「素晴らしい作品集だ」― 『ジ・アウトルック』誌。

「このシリーズは今や、相当な、そして当然の評価を得ている。」―ガーディアン紙

「各巻はそれぞれのテーマを正確に扱いながらも、あらゆる年齢層の読者を魅了する魅力にあふれている。根底にあるアイデアは素晴らしく、豊富なイラストと非常に美しい装丁によって見事に表現されている。」―デイリー・テレグラフ紙

GF スコット・エリオット教授（修士、理学士）著

野蛮な生活のロマンス

植物のロマン

初期イギリス生活のロマン

エドワード・ギリアット（修士）著

近代包囲戦のロマン

ジョン・リー（修士）著

鳥たちの生活のロマン

ジョン・リー（修士）およびH・クーピン（理学博士）著

動物をモチーフにした工芸品のロマン

シドニー・ライト著

世界の漁業のロマン

JCランバート牧師（修士、神学博士）

宣教師の英雄的行為のロマン

G・ファース・スコット著

極地探検のロマン

アーチボルド・ウィリアムズ（オックスフォード大学文学士、王立地理学会フェロー）

初期探検のロマン

近代探検のロマン

近代機械のロマン

近代発明のロマン

現代工学のロマン

近代交通機関のロマン

近代鉱業のロマン

チャールズ・R・ギブソン（AIEE）著

現代写真のロマン

近代電気のロマン

近代製造業のロマン

エドマンド・セルース著

動物界のロマンス

昆虫の生命のロマン

アグネス・ギベルネ著

雄大な深海のロマンス

ES GREW, MA 著

近代地質学のロマン

JCフィリップ博士（理学博士、哲学博士）

現代化学のロマン

シーリー＆カンパニー・リミテッド

[v]

導入
私当初、人は自分の生活を完全に自分の努力、あるいは近親者や友人の努力に頼っていた。当時の生活は非常に単純で、贅沢は知られておらず、必要性があらゆる場面で人の行動を左右していた。人は、火打ち石を粗い矢じりの形になるまで、ひたすら苦労して磨き、それを葦に取り付けて、獲物だと確信できるほど近づいたらすぐに、野生動物の心臓に射込んだ。こうして得た肉は、自然が与えてくれる根やハーブで味付けしたが、それは貧弱で乏しい選択肢だった。やがて、ある種の穀物は根よりもはるかに生命を支えてくれることに気づき、農民になった。しかし、穀物は挽かなければならない。そこで、人は小さな石を大きな石の上で手で動かす簡単な石臼を発明した。そして、この方法が面倒だと分かると、石の表面がすべての点で接触するように形を整え、上の石を回転させるための取っ手を付け加えた。

青銅の発見、そして数世紀後の鉄の発見により、彼の工房の設備は急速に向上した。彼は熟練した造船家屋建設者となり、攻撃と防御の武器を増やした。 [vi]こうして、職人技が生まれた。もはや人は自分の努力だけに頼る必要はなく、自分の労働を他人の労働の成果と物々交換することに満足するようになった。なぜなら、専門化が製造技術の向上につながることが明らかになったからである。

もう一つの大きな進歩は、機械の導入でした。かつては手作業で作られていた機械は、ポンプ、送風機、糸車、織機など、膨大な時間と労力を節約しました。しかし、それらはすべて人間の力で操作する必要があり、時には動物の力に置き換えられることもありました。

蒸気機関の登場により、あらゆる産業は再び飛躍的な発展を遂げた。ワットによって初めて利用された巨大な蒸気は、商業的にも政治的にも大きな力となった。製粉所や工場、機関車、船舶など、あらゆる場所で蒸気は現代生活に利便性と快適さをもたらす製品を増やし、発明の偉大な味方であり、地球上のあらゆる地点から別の地点へ人や物資を輸送する究極の手段となった。

どれほど努力しても、野蛮人の腰布と槍に逆戻りしない限り、機械的な環境から逃れることはできない。社会はあまりにも複雑化し、個人の最大限の努力も結局は非常に狭い範囲に留まらざるを得ない。何でも屋の時代は終わった。人生における成功、あるいは最低限の生活を送ることさえも、限られた日々のルーティンに自分の能力を集中させることにかかっている。「靴職人は自分の仕事に専念せよ」という格言は、ますます重みを増している。

千と一つの階級によって制御されるメカニズムに私たちがどれほど依存しているかをよりよく理解するために [vii]労働者について考えるのではなく、平均的な裕福なビジネスマンの周囲の環境、所有物、行動について考えてみよう。

7時になると彼は目を覚まし、本能的に枕の下を探って腕時計を探す。それは、素晴らしい機械によって形作られた繊細な部品の、実に驚くべき集合体だ。風呂に入る前に蛇口をひねらなければならないが、それ自体が機械技術の勝利と言える。髭剃りに使うカミソリ、髭剃りを補助する鏡、ブラシや石鹸に至るまで、すべて機械製だ。衣服によって、彼は機械への恩恵をさらに増やす。動力織機がシャツのリネンやアウターの布地を織る。蒸気洗濯で処理されたシャツや襟は光沢があり、そこでは機械が至る所で使われている。機械で作られた木型によって形が保たれている彼のブーツは、その製造に機械装置が大きな役割を果たし、おそらく人間の手はほとんど何もしていないことを彼に思い出させるだろう。

彼は階下へ降り、電気のボタンを押す。またもや機械仕掛けだ。朝食を待つ間、彼の目はナイフ、スプーン、フォーク、テーブル、テーブルクロス、壁紙、彫刻、カーペット、調味料入れなど、多かれ少なかれ機械で作られたものばかりを何気なく見渡す。暖炉で燃え盛る炭火さえも機械で作られたものだ。暖炉の上の大理石も機械で形作られ、磨かれた。火かき棒も、椅子も、シューシューと音を立てるやかんもそうだ。機械で作られたまな板の上のパンから、機械が彼を見つめている。機械が土地を耕し、種をまき、収穫し、脱穀し、挽き、おそらくはパンを焼くための穀物の準備をしてきた。機械が彼の塩を挽き、 [viii]彼のコーヒー。機械は魅力的なヒラメの捕獲を助け、ベーコンの塩漬けを助け、皿やプレート、コーヒーポットの形を整えた。

ブンブン！自動車がドアのところまで来ており、隠された機械の鼓動で脈打っている。そこで友人は機械製の手袋と帽子を身につけ、意気揚々と外へ出る。最新の科学的かつ機械的な装置から生まれたその素晴らしい自動車は、機械で砕かれた石で舗装され、蒸気ローラーで平らにされた道路を、彼を軽快に運ぶ。自動車だけを題材にした本も書けそうだが、数分の移動で馬なしの馬車が鉄道駅に到着したので、ここでは控える。定期券を持っているスミス氏は、日付と番号を自動的に刻印する非常に巧妙な装置で厚紙にスタンプを押している係員に迷惑をかけない。彼はプラットフォームに出て朝刊を買う。その新聞は、数時間前には人間の頭脳が考案した最も素晴らしい機械の1つによって印刷されていたものだ。スミス氏は印刷機のことを考えて頭を悩ませることはない。その製品は時刻表や広告など、彼の周りの至る所にある。彼は、鋼鉄の塊を粉砕して遠くまで伸びる輝くレールにする巨大な機械のことや、プラットホームの端にある信号所の見事な連動機構のこと、頭上で唸りを上げる電線のことを思い巡らすこともない。いや！彼はこれらすべてを千回も見てきたので、それらに濃くのしかかるロマンをほとんど感じないのだろう。

汽笛が鳴る。「ローカル」が近づいてくる。 [ix]その雄大な機関車は、まさに機械の饗宴であり、自動ブレーキ、蒸気鋸、鉋、旋盤、ドリル、ハンマー、プレスといった機械装置で形作られた無数の部品で構成されている。小さなレバーを操作すると、巨大な塊はすぐに停止し、機関車の蒸気ポンプが息を荒くし始める。1分後、別のレバーが動き、スミス氏は仕事に取り掛かる準備が整う。

大都市に到着すると、彼は電気路面電車か地下鉄に乗って電気を利用する。地下鉄の場合は、電気エレベーターで地下深くまで降り、遠く離れた駅で発電された電力で動く電気自動車に乗り換える。

彼のオフィスは至る所に機械仕掛けの痕跡が刻まれている。ロビーでは女性たちが素晴らしいタイプライターを叩き、机の上には電話機が置かれ、配線と精巧な交換機を通して全国各地と繋がっている。スミス氏は、私的な貴重な書類を取り出すには、鍵束を使わなければならない。その鍵束とそれに対応する錠前は、高度な創意工夫の結晶と言える。彼は一日中、機械仕掛けの世界に囚われている。昼食時でさえ、その束縛から逃れることはできない。なぜなら、レストランで彼の前に出される食事は、特別な厨房機器を使って調理されているからだ。

そして夕暮れが近づくと、スミス氏はスイッチを入れ、石炭に蓄えられた光が数々の素晴らしい過程を経て生み出された光で、暗闇を明るく照らすのだ。

事務員、職人、科学者、技術者、製造業者の日常の歩みをたどってみると、 [x]数千もの他の機械装置と接触する。紙面の都合上、そのような視察旅行はできないが、次のページでは、世界の工房をあちこち巡り、一般の人々にとって特に興味深いと思われるものを集め、機械で作られたペンで、あらゆる創造物の中で最も素晴らしい存在である人間が見失いがちなロマンを織り交ぜていく。

[xi]

著者注
著者は、本書の印刷および挿絵のための資料収集に関して、親切なご支援をいただいた以下の皆様に深く感謝の意を表します。

Cassier’s Magazine、The Magazine of Commence、The World’s Work、The Motor Boat の所有者、The Rexer Automatic Machine Gun Co.、The Diesel Oil Engine Co.、The Cambridge Scientific Instrument Co.、The Marconi Wireless Telegraphy Co.、The Temperley Transporter Co.、Messrs. de Dion, Bouton and Co.、Messrs. Merryweather and Sons、Mr. A. Crosby Lockwood、Mr. Dan Albone、Mr. JB Diplock、Mr. WH Oatway、The National Cash Register Co.、The Wenzel Sculpturing Machine Co.、Mr. EW Gaz、Sir WG Armstrong, Whitworth and Co.、The International Harvester Co. および Messrs. Gwynne and Co.

[xiii]

目次
ページ
導入 v
著者注 xi
第1章
精密機器 ― 腕時計とクロノメーター ― ミクロトーム ― 分割機 ― 測定機 17
第2章
計算機 42
第3章
造船所の工作機械 ― 旋盤 ― 平削り盤 ― 蒸気ハンマー ― 油圧工具 ― 電動工具 59
第4章
携帯用工具 90
第5章
ペダルレール：歩く蒸気機関車 97
第6章
内燃機関 ― 石油エンジン ― 発生炉ガスを使用するエンジン ― 高炉ガスエンジン 112
第七章
自動車 ― モーターバス ― 鉄道自動車 130
第8章
水上モーター — 遊覧船 — モーター救命艇 — モーター漁船 — モーター消火フロート — モーターボートの機構 — 2ストロークエンジン — 海軍用モーターボート 150
第9章
オートバイ 175
第10章
消防車 185
第11章
火災報知器および自動消火器 191
第12章
船舶の機械類 ― 逆転機関 ― 船舶用エンジン速度制御器 ― 操舵機関 ― 送風・換気装置 ― ポンプ ― 給水加熱器 ― 給水濾過器 ― 蒸留器 ― 冷凍機 ― 探照灯 ― 無線電信機器 ― 安全装置 ― 船舶における電力伝送 203
第13章
「海軍の看護師」 236
第14章
潜水のメカニズム 240
第15章
沈没船と財宝を引き揚げるための装置 248
第16章
穀物の取り扱い ― エレベーター ― 吸引式空気圧穀物リフター ― 空気圧ブラスト式穀物リフター ― 複合システム 252
第17章
機械式搬送装置およびコンベヤ ― ロープウェイ ― ケーブルウェイ ― テルフェレージ ― 海上での軍艦への石炭補給 258
第18章
自動計量器 274
第19章
トランスポーターブリッジ 277
第20章
ボート・船舶昇降用リフト 283
第21章
自動昇降式階段 295
第22章
空気圧式郵便チューブ 301
第23章
電気郵便システム 315
第24章
農業機械 ― 鋤 ― 播種機 ― 刈り取り機 ― 脱穀機 ― ガソリン駆動式農業機械 ― 電動農業機械 318
第25章
乳製品機械 — 搾乳機 — クリーム分離機 — 牛乳乾燥機 330
第26章
彫刻機 335
第27章
自動小銃 ― ボールベアリング式小銃 345

[xvi]

図版一覧
ページ
彫刻機 口絵
測定機 34
レジ 45
旋盤で大型銃を加工 59
16インチ銃の穴あけ用旋盤 65
蒸気ハンマー 72
巨大な油圧プレス 82
ペダル式牽引機関車 108
高炉用高性能ガスエンジン 128
自動車とモーターボート 151
モトゴディレ 156
電動芝刈り機 182
最新式の消防車 186
軍艦に重砲を吊り上げる 204
戦艦に衝角を取り付ける 228
三脚クレーン 237
現代の潜水装置 245
海上での石炭補給 271
ビゼルタのトランスポーター橋 278
運河リフト 289
アメリカ製の裁断・製本機 322
モータープラウ 327
機械で彫刻をする少女 343
レクサーガン 352
[17]

近代機械のロマン
第1章
繊細な器具
時計とクロノメーター ― ミクロトーム ― 分割機 ― 測定機

O時計が安価になったことで広く普及したため、懐中時計の持ち主は、最初は自分の身長を1、2インチ高く見せてくれた繊細な機構に、すぐに誇りを感じなくなる。夜は機械的に巻き上げられ、想像上の泥棒から守り、朝になったらすぐに使えるように枕の下に押し込まれる。目覚めた眠り人は、忠実な小さな召使いにさほど感謝の念を抱かない。その召使いは一晩中秒針を刻み続け、主人が翌日「敵」に対して自分がどこにいるのかを正確に知ることができるようにするのだ。ついに羽毛袋の下に手が滑り込み、時計は居心地の良い隠れ場所から引きずり出される。「うるさいな」と眠そうな持ち主は言う。「8時半だぞ。1時間前に起きているべきだった！」そして彼は転がり出る。着替えを終えた時計は、暗いチョッキを着て昼間の部屋へと移る。 [18]ポケットから何度も取り出して意見を求められる。

腕時計の本当の便利さは、一日か二日、腕時計なしで過ごしてみないと分からないものだ。周りにはたくさんの時計があるが、いつも見えるとは限らない。そのため、時計の針がどうなっているのかを確認するためにわざわざ角を曲がらなければならないことに、次第にちょっとしたイライラを感じるようになる。

時計は、たとえ安価なものであっても、実に素晴らしい機械製品です。高価で高級な時計は、私たちの賞賛と尊敬に値します。ここに、50年間絶え間なく使われてきた時計があります。小さなテンプは、宝石軸受の上で1秒間に2回転します。修理に数日かかることを考慮しても、計算すると、この時計は半世紀の間に実に30億回も動いたことになります！それでもなお、時計は時を刻み続け、さらに50年間働き続ける準備ができています。宝石や金属と絶えず擦れ合うゼンマイや鋼鉄の文字盤は、どれほど美しく焼き入れされていることでしょう！数え切れないほど噛み合ってきた歯車は、どれほど完璧に切削されていることでしょう！

良質な腕時計の最大の価値は、その正確な時刻表示にある。もちろん、駅や公共施設にある標準時計で時刻を合わせることは容易だが、うっかり忘れてしまうこともある。そうなると、1週間か2週間で数分のずれが生じ、電車に乗り遅れたり、重要な約束に遅刻したりすることになる。したがって、腕時計を「ロンドン時間」に合わせ、1週間で1分たりともずれないという精度を信頼できる人は幸運である。多くの腕時計は、まさにそれを実現している。

昔ながらの時計はかさばるもので、 [19]ゆったりとしたサイズの外装ケースによって、時計は徐々に小さくなっていき、今では5シリング硬貨ほどの厚さしかない、最も気難しい伊達男でも服のシルエットを崩すことなく満足できる、信頼性の高い時計が手に入るようになりました。ほんのわずかなスペースに、あらゆる機構が極めて精巧に詰め込まれています。時計は、時間を刻む機能を損なうことなく、指輪やイヤリングの一部となるほど小型化されています。

しかし、実用的な観点から言えば、時計はできるだけ大きなサイズのものの方が有利である。なぜなら、サイズが小さくなるにつれて調整や修理が難しくなるからである。したがって、船舶用クロノメーターは時計の構造ではあるものの、懐中時計に比べると大型である。何よりもまず、正確さが求められるからである。

この必要性は、天体の観測によって行われる航海計算に時間の要素が含まれるという事実から生じます。船が陸地から見えない海上にいると仮定します。船長は、船尾に曳航されている「機械式航海日誌」の文字盤を参照することで、出港以来船がどれだけ進んだかをかなり正確に計算できます。しかし、風や海流のため、船が地球上のどの位置に到着したかは確実ではありません。これを正確に特定するには、( a ) 経度、つまりグリニッジからの東または西の距離、( b ) 緯度、つまり赤道からの北または南の距離を知る必要があります。したがって、正午が近づくと、クロノメーターと六分儀を取り出し、太陽が子午線を横切る瞬間に時刻を測ります。この瞬間がクロノメーターの4時と一致した場合、 [20]彼は、地球の円周を360度に分割したうちの4分の24に相当する、グリニッジから西へ最も遠い地点にいる。つまり、西経60度にいる。六分儀は、太陽に引いた線と地平線に引いた線がなす角度を示し、そこから緯度を計算する。次に彼は海図室へ移動し、経度線と緯度線が交わる点を見つけることで、正確な位置を特定する。

船がイギリスを出港する際、クロノメーターはグリニッジ標準時に合わせて設定され、その後は1日に1回巻き上げる以外は触れることはありません。誤差を最小限に抑えるため、商船には少なくとも2台のクロノメーター、軍艦には少なくとも3台、測量船には12台ものクロノメーターが搭載されています。クロノメーターの平均読み取り値は、作業に使用されます。

単一のクロノメーターを例にとると、それはしばしば数ヶ月間連続して使用され、その間、多くの温度変化にさらされるでしょう。もしそれが日ごとに進んだり遅れたりしても、それが一貫しているのであれば、誤差の量はすべての計算において考慮されるため、依然として信頼できるとみなされるかもしれません。しかし、もし一日進んでまた一日遅れるようなことがあれば、数ヶ月の航海では累積誤差が非常に大きくなり、危険な海域を航行する際には、船の安全を著しく脅かすことになるでしょう。

1714年にはすでにイギリス政府は本当に信頼できるクロノメーターの重要性を認識しており、その年に経度を60度、40度、10000ポンド、15000ポンド、20000ポンドの誤差で測定できるクロノメーターを製作した者に報奨金を与える法律を可決した。 [21]そしてそれぞれ30マイルの精度。ヨークシャーの大工の息子で、すでに時計の補正に独創的な「格子振り子」を発明していたジョン・ハリソンがこの挑戦を引き受けた。1761年までに彼は非常に完璧なクロノメーターを作り上げ、その年のジャマイカへの航海と翌年の帰路で、わずか1分しか遅れなかった 。54
1
2
秒。これにより、船長はグリニッジの緯度で18マイル以内の誤差で経度を特定できるため、ハリソンは最高額の報酬を請求し、最終的に受け取った。

トーマス・アーンショーが「補正テンプ」を発明したのはそれからほぼ1世紀後のことで、現在ではクロノメーターや高級時計に広く使われています。安価な時計では、テンプは通常、小さな3本スポークの車輪で、1秒ごとに1回転ほど回転してから元の位置に戻ります。しかし、温度によって「慣性モーメント」が変わるため、これでは高精度な動作はできません。この用語を説明するために、1ポンドの金属から車輪を作るとしましょう。車輪の直径が小さければ、軸を中心に簡単に片方向に回してから反対方向に回すことができます。しかし、それを溶かして直径を4倍にして、リムに以前と同じ量の金属を入れた車輪に作り直した場合、突然回転方向を反転させるのははるかに難しくなります。重量は同じですが、リムの回転速度、ひいてはその運動量が大きくなるからです。このことから明らかなように、ある大きさの車輪を一定の強さのバネで駆動すると、その振動は時間的に等しくなります。しかし、温度上昇によってスポークが長くなると、バネの力が大きくなるため、速度は低下します。 [22]やるべき仕事があり、逆に温度が下がると速度が上がる。アーンショーの問題は、あらゆる状況下で「慣性モーメント」を一定に保つことができるバランスホイールを製作することだった。そのため、ホイールにはスポークを2本だけ使用し、それぞれの外側の端にほぼ完全な半円形のリムを取り付けた。リムの一端はスポークに取り付けられ、もう一端はもう一方のスポークにほぼ接していた。リム部分は、外側の真鍮の帯と内側の鋼の帯を溶接して作られた。真鍮は鋼よりも膨張率が高いため、これら2つの金属で構成された棒は、加熱すると中空の側に曲がる。リム部分には、実験で最良の結果が得られる位置まで調整可能なスライド式重りが取り付けられていた。

これで、テンプの動きを追うことができます。例えば、60℃の温度では、テンプは完全に正常に回転します。これをろうそくの炎にかざしてみましょう。スポークが伸び、固定端のリムピースを外側に押し出します。しかし、リムピース自体が自由端で内側に曲がるため、バランスが回復します。もしテンプを冷凍機に入れると、スポークは短くなりますが、リムピースは外側に曲がるでしょう。

実際、この方法では「慣性モーメント」を完全に一定に保つことはできません。なぜなら、膨張の変化は高温時よりも低温時の方が速いため、60℃から100℃の間では十分に信頼できる天秤でも、30℃から60℃の間では機能しなくなるからです。そこで、メーカーは天秤に二次 補正と呼ばれる機構を取り付けます。この機構は、低温時よりも高温時の方が速く作用するように設計されています。 [23]図を用いずに説明することはできないので、簡単に触れるだけで十分だろう。

クロノメーター製作において、非常に慎重な取り扱いが求められるもう一つの重要な点は、主ゼンマイから機構への動力伝達方法です。ゼンマイがほどけるにつれて、その動力は減少するはずであり、この損失を何らかの方法で相殺する必要があります。これは、一部の時計や多くの古い懐中時計に見られる「ドラムとフュージー」機構によって実現されます。ドラムは円筒形で、ゼンマイを収めています。フュージーはテーパー状の軸で、端から端まで螺旋状の溝が刻まれています。非常に細いチェーンが2つの部品をつないでいます。キーをフュージーに当て、チェーンをドラムからフュージーの太い方の端に巻き取ります。ゼンマイが完全に巻き上げられる頃には、チェーンはフュージーの細い方の端に到達しています。フュージーが適切なテーパーに加工されていれば、ゼンマイが最も強いときにフュージーに対するてこの作用が最小となり、最も弱いときに最大となるため、ゼンマイがほどけるにつれて駆動力は一定に保たれます。中間段階のてこの作用は適切に調整されています。これをテストするために、キー軸に重りの付いたレバーを取り付け、完全に巻き上げたバネがレバーを回転の最上点まで持ち上げるのにちょうど十分な力を持つように重りを調整します。次に2回転させますが、このとき重りが大きすぎる場合は、何らかの問題があるはずなので、その部分のフュージーの直径を小さくする必要があります。このようにしてテストを1回転ずつ繰り返し、すべての回転がまったく同じようにスムーズに行えるようになるまで調整を続けます。

完成したクロノメーターは、標準時計と比較してテストするためにグリニッジ天文台に送られます。 [24]午前10時になると、イギリス中の時計に時刻が点滅する。この目的のために特別に設けられた部屋には、何百もの計器が吊り下げられ、また平らに置かれているものもある。助手たちは巡回し、それぞれの計器の誤差を記録する。次に、専用のオーブンで温度試験が行われ、最後に、さまざまな条件下での性能を示す証明書とともに、計器は製造元に送り返される。誤差が一定であれば、計器は販売され、購入者は1日あたりの誤差をどの程度許容すべきかを正確に知らされる。航海の終わりに、購入者はクロノメーターを再び検査に持ち込み、必要であれば修理してもらう。

以下は、使用前の19日間のテスト中にクロノメーターが実際に示した変動値です。

日。
10分の1秒単位でのタイム短縮
。 日。
10分の1秒単位でのタイム短縮
。

1位 ½ 11日 4
2位 3 12日 3
3番目 4 13日 3
4番目 4 14日 4
5番目 ½ 15日 5
6番目 3 16日 2
7日 0 17日 3
8番目 0 18日 5
9番目 4½ 19日 1
10日 3
1日あたり平均わずか0.25秒強の精度！ 長距離航海におけるクロノメーターの驚くべき計時能力が記録されている。例えば、喜望峰経由でオーストラリアへ行き、紅海経由で戻ってきたクロノメーターは、わずか15秒しか「ずれて」いなかった。ブリタニカ百科事典は 、[25]オレリャーナ号 の3つの計器の性能は、63日間の航海中に合計でわずか2.3秒の誤差しか生じなかった。

血球を複数の断片に切断する器具――それがミクロトーム、つまりその名の通り「小さな切断器」である。

動物組織を顕微鏡で観察するには、顕微鏡にかける前に非常に細かくスライスする必要があります。例えば、ごく小さな筋肉を調べていて、その断面が必要な場合を考えてみましょう。しかし、ドイツのソーセージを切り取るように、筋肉を手に取ってスライスすることはできません。そもそも、対象物を手に取るだけでも困難ですし、たとえ100分の1インチほどの小さな断片を切り取ったとしても、観察するには大きすぎるのです。

そこで、私たちの力だけでは課題をこなせない場合、通常そうであるように、機械に頼ることになります。ミクロトームにはいくつかの種類があり、それぞれ特定の目的に適しています。しかし、通常の実験室作業ではケンブリッジ・ロッキング・ミクロトームが使用されるため、この特定の装置に特に注目してみましょう。これは、長さ約30センチ、幅10～13センチの頑丈な鋳鉄製の台座に取り付けられています。片方の端に向かって、ナイフエッジで終わる一対の支持部が立ち上がり、その支持部が横棒を支えています。横棒自体にも上下にナイフエッジがあり、上側のナイフエッジが2本目の横棒を支えています。両方の横棒には直角に長い脚があり、2つの大きなT字が重ね合わされたように見えます。しかし、上側のT字は、4番目の部材、つまり前方に突き出たスライドチューブによって十字形に変わります。このチューブは、刃を上に向けて固定されたカミソリをフレームに取り付けます。

[26]

下側のT字部材の末端は円盤状になっており、そこに穴が開けられていて、そこに垂直ネジの先端がはめ込まれている。このネジは、縁が削り込まれた大きな円形の頭部を持つ。上側のT字部材は、紐とバネによって上下に揺動し、紐を作動させるハンドルも、前後に揺動するたびに削り込まれたネジの頭部上でごくわずかに移動する。ネジが回転すると、下側の部材の末端が徐々に持ち上がり、横棒が傾くことで上側の部材のチューブが剃刀にかなり近づく。各ストロークでネジに加わる回転量は、小さな留め具で簡単に調整できる。

顕微鏡観察者が切片を作成する際には、まず対象物を硬いパラフィンワックスの塊に埋め込み、その上に柔らかいワックスをコーティングする。全体を試験管の表面に貼り付け、カミソリの刃が当たらないようにする。

オペレーターはハンドルを握り、カミソリで最初のスライスが剥がれるまで素早く操作します。連続するスライスは、柔らかい縁でくっつけられ、連続したワックスのリボン状になります。このリボンは簡単に拾い上げることができ、スライドガラスの上に置くことができます。次に、スライドガラスを温めてパラフィンを溶かし、アルコールで溶解させます。こうして組織の原子はそのまま残ります。これらの原子は、適切な染色液で染色された後、顕微鏡観察の準備が整います。

熟練した使用者であれば、好条件の下では、厚さ2万5千分の1インチのスライスを切ることができる。これがどういうことか理解するために、長さ1フィート、直径1.5インチのキュウリをこの素晴らしいギロチンに通すところを想像してみよう。9インチのディナープレートが700枚も必要になるだろう。 [27]スライスを1/8インチの厚さにすると、全体のサイズを比例させるには、キュウリは260フィートの長さになります。これらの数字を考えると、ランチバーのサンドイッチに入れるハムを切る男性たちに対してこれまで感じていた尊敬の念がいくらか薄れてしまうでしょう。

前述のページでは、目盛りが細かく刻まれたインデックスネジについて頻繁に言及してきた。このようなネジを大量生産する場合、一つ一つ個別に測定するのは費用がかかりすぎる。そのため、非常に精密な目盛りが刻まれた機械を用いて、作業員が測定値を金属円盤に転写できるようにしている。

例えば、天体望遠鏡のインデックスサークルを分割する必要がある場合、インデックスサークルは大きな水平円盤を中心として配置され、その円盤の周囲には多数の歯が刻まれています。ウォームスクリューがこれらの歯に接線方向（つまり、円盤の中心から噛み合い点まで引いた線に対して直角）に噛み合います。スクリューの軸にはラチェットピニオンが取り付けられており、これは原理的には自転車のフリーホイールと同じで、一方向に回すとスクリューも回転しますが、反対方向に回してもスクリューには影響を与えません。スクリューにはストッパーが取り付けられており、大きな円盤は2つの目盛りの間の必要な距離だけ回転するようになっています。目盛りは、円盤の上方かつ平行に配置されたキャリッジに取り付けられたナイフによってインデックスサークルに刻まれます。特定の天体観測機器の目盛り付けに使用される分割機は、おそらくこれまで作られた中で最も完璧な機械でしょう。 [28]機械工学の、[1]ウィリアム・ヘンリー・モー大統領は、次のように述べました。「私が知る限り、この種の機械の中で最も最近製造されたもの、すなわち米国クリーブランドのワーナー・アンド・スウェイジー社製の機械は、1秒角を超えない位置誤差で円の目盛りを自動的に切削することができます。（1秒角は、3マイル離れたところにある半ペニー硬貨がなす角度にほぼ相当します。）これは、20インチの円において、どの目盛りの位置誤差も1秒角を超えないことを意味します。」
1
20,000
1インチ。さて、このような円上で読み取りに使える最も細い線は、おそらく10秒角に相当する幅を持つでしょう。したがって、この線を形成する微細なV字型の切り込みは、その全長にわたって中心線と完全に左右対称でなければなりません。そうすることで、読み取り用マイクロメーターと顕微鏡を用いてその縁を観察することにより、前述の誤差範囲内で中心の位置を特定できるのです。先ほど述べた機械が完成した後、その目盛りの最大誤差を1.5秒角から1秒角にまで減らすのに、1年以上もの苦労を要したことを付け加えておきます。

同じアドレスには、偉大なヤーキス望遠鏡への言及が含まれている。これは本章とは直接関係ないが、現代の機械技術の完成度を示す非常に興味深い例であるため、括弧書きで触れておく価値がある。

この巨大望遠鏡の焦点に映る7等星の直径は
1
2,500
インチ。物体ガラスに張られた蜘蛛の巣は [29]について
1
6,000
直径1インチ。「問題は、この22トンの質量（望遠鏡）を地球の運動に逆らって安定して動かし、星の円盤を
1
2,500
直径1インチの糸は、いわば蜘蛛の巣に通されたままにしておくことができる。
1
6,000
直径1インチのマイクロメーターは、運動の中心から半径32フィートの位置で移動します。これは機械工学において、解決にかなりの技術を要する問題であることは、皆さんも同意されると思いますが、解決され、非常に満足のいく結果が得られました。」これらの動きは電気的に制御されており、この望遠鏡の主任観測者の一人であるバーナード教授は、以前次のように書いています。「時計がチューブを完璧な瞬時に持ち上げる様子は驚くべきものです。電気式微動装置は接眼部から制御されます。その精度は非常に高く、星を視野の端からマイクロメーターワイヤーの後ろまで瞬時に移動させて停止させることができます。」

分割機は、ガラスや金属に平行線を引くために使用され、顕微鏡で観察する物体や光の波長の測定に役立ちます。後者の測定に使用される回折格子は、線が非常に密に並んでいるため、強力な顕微鏡でなければ見ることができません。ガラスは脆すぎるため、いわゆるスペキュラム金属と呼ばれる特殊な合金を高度に研磨した板状に加工し、これを機械にセットします。繊細なねじ機構が、ダイヤモンドの先端の下で板を徐々に前方に送り込み、2回の動作ごとにダイヤモンドの先端が自動的に板上を横切るように移動します。HA Rowlands教授は、1インチあたり12万本もの線を引くことができる平行分割機を製作しました。 [30]これらの数字を理解するには、再び比較を用いる必要があります。そこで、畝を線と見なし、耕作者が畑を12万回往復する様子を想像してみましょう。各畝の幅が8インチだとすると、すべての畝を収めるには、畑の幅が約14マイル必要になります 。また、6インチ四方の板に線を引くと仮定すると、線を端から端までつなげると、70マイルにもなります。

ローランズ教授の装置はこの種の装置の中で最も優れた性能を発揮する。また、ブライスウッド卿によっても非常に優れた装置が製作されており、その詳細が親切にも提供されたので、ここに追記するのが適切であろう。

一流の製図技師に、1インチのスペース内に何本の平行な直線を引くことができるかと尋ねたとしたら、150～200本を超えることはないだろう。ブライスウッド卿の機械は、最も薄い薄紙の端に相当するスペースに14本の平行線を引くことができる。この機械の動きは非常に繊細なので、部品が収縮したり膨張したりする温度変化から保護する必要がある。そのため、機械が設置されている部屋は自動装置によって一定の温度に保たれており、さらに念のため、エンジンは二重壁で間に綿が詰められた大きなケースに収められている。

機械を製作するにあたり、最新の科学機器を用いても、機構を駆動するのに十分な精度を持つ歯車を切削することは不可能であることが判明した。しかし、顕微鏡で発見された誤差は、小型の電気めっきブラシの発明によって修正された。このブラシは、欠陥のある歯に想像しうる限り最も薄い金属層を追加するものであった。

わずか数平方の格子を刻む過程で [31]数インチの面積では、機械は閉じたケースの中に厳重に放置しておかなければなりません。わずかな衝撃でも数本の線が平行でなくなり、回折格子全体が台無しになります。そのため、数日間、ダイヤモンドの先端は独自の動きをし、硬い金属の上を絶え間なく前後に動き、そこに微細な溝を刻んでいきます。最終的に、プレートは真珠のような外観になりますが、これは実際には自然界の回折格子の1つであり、白色光をスペクトルの色に分解します。

これらの機械式格子が高価な製品であることはお分かりいただけるでしょう。時には、溝を刻む途中でダイヤモンドの先端が折れてしまい、1週間分の作業が無駄になってしまうこともあります。また、信頼性の高い機械を作るのは非常に骨の折れる作業です。格子1平方インチあたり10ポンドというのは、決して高い値段ではありません。

分割機の製造において最も困難なのは、数学的に正確なねじを得ることである。旋盤で加工すると、科学的に判断すると非常に粗い螺旋が得られる。ねじ山の深さや間隔が異なる場合がある。そのため、ねじはエメリーで研磨し、ねじと4つのセグメントに分かれた長いナットの間に油を塗布する必要がある。ナットにはねじに締め付けるためのカラーが取り付けられている。研磨には2週間ほどかかるかもしれない。その後、ねじは厳密な試験を受け、ねじ用のナットが作られ、適切なベアリングに取り付けられる必要がある。誤差を除去する方法の説明は非常に専門的であるため省略するが、ローランズ教授の「修正されていない誤差は
1
30万
1インチの角でも、格子を台無しにするには十分だ！

[32]

国会議事堂には、長さ38インチ、断面が1インチ四方の青銅製の棒が一定の温度に保たれている。両端近くには深さが0.5インチ強のくぼみが2つあり、くぼみの底には金の鋲が打ち込まれている。それぞれの鋲の磨かれた表面には繊細な十字線が刻まれている。十字線間の距離は、36インチの帝国ヤードに相当する。

この旗は、1834年に両議院が焼失した際に破壊された旗に代わるものとして、1844年に作られた。元の旗はバードの作品で、1760年に制作された。1824年6月には、この旗を合法化する法律が可決された。その法律には次のように記されている。

「前記真鍮棒の金製スタッドにおける２点の中心間の直線距離（真鍮の温度が華氏62度である場合）は、ここに『帝国標準ヤード』と称される。」

法は、バーの事故に備えるため、次のように続けている。「また、前記標準ヤードが紛失、破壊、損傷、またはその他の方法で損壊された場合、何らかの不変の自然標準を参照して同じ長さに復元されることが適切である。また、国王陛下により度量衡の調査のために任命された委員によって、ここに帝国標準ヤードと宣言されたヤードは、ロンドンの緯度で平均時秒数だけ振動する振り子を海面レベルの真空中で比較した場合、36インチ対39インチおよび1393万分の1インチの比率であることが確認されている。」

[33]

しかし、新しい地金は、この方法ではなく、原本の複数の複製を比較し、その平均長さを打刻することによって作られた。新しい標準地金の正確な複製が4枚確保され、そのうち1枚は造幣局に、1枚は王立協会に、1枚はウェストミンスター宮殿に、そして残りの1枚はグリニッジ王立天文台に保管されている。さらに、原本と同じ金属で作られた複製が40枚、各国政府に配布された。

フランスのメートルも標準化されており、地球の子午線（つまり赤道から両極までの距離）の1000万分の1 、すなわち39.370788インチに等しい。A.A.ミケルソン教授は、光の波長の測定を参照することで、あらゆる長さの標準を全体の1000万分の1以下の誤差で復元できることを示した。

「なぜこれほど高い精度が求められるのか？」と疑問に思うかもしれません。大工仕事のような粗雑な作業では、寸法が100分の1インチ程度ずれていても問題ありません。しかし、科学機器、望遠鏡、測定機、スケール上の距離を分割する機械、あるいは金属旋盤などを扱う場合、極めて高い精度が必要になります。また、複数の機器を共通の基準と個別に比較した場合、機器同士を比較するよりも、あらゆる寸法において機器の類似性がはるかに高くなります。例えば、正確な直径の棒をコピーし、そのコピーをさらにコピーし、これを12回繰り返すとします。最後のものは、おそらく正しい寸法から大きくずれてしまうでしょう。

[34]

そのため、ヤードを正確に細分化することで、フィートとインチを標準化する必要が生じた。これを実現したのはジョセフ・ウィットワース卿で、1834年に測定棒の形で2つの標準ヤードを入手し、顕微鏡を用いて刻まれた線間の距離を長方形の端測定棒（つまり、両端の面が正確に1ヤード離れているもの）に転写した。

次に彼は、100万分の1インチの長さの差を検出できる有名な機械を製作した。2本の棒はねじ歯車によって互いに前進する。1本は1インチあたり20山のねじで、リムに250分割の目盛りが付いたハンドルが付いている。もう1本は同様のねじで、リムに200歯のウォームねじで駆動される。ウォームねじには、円周の250分割にマイクロメーター目盛りが付いたハンドルが付いている。そのため、このハンドルを1分割回すと、もう1本のねじは100万分の1インチだけ回転する。
1
250
×
1
200
部門の、そしてそれが推進する障壁は前進するだけです
1
20
×
1
200
×
1
250
=
1
1,000,000
1インチの。機械の反対側にあるネジ（見た目は金属旋盤にやや似ている）は、迅速な調整専用である。

精密測定機
精密測定機

上の図は、厚さが1000分の1インチのタバコ用紙の厚さを測定するために稼働中のプラット・ホイットニー測定機を示しています。この機械は、長さや厚さのわずかな変化を100分の1インチという極めて小さな値まで測定できます。下の図は、100万分の1インチの変動にも敏感なホイットワース測定機を示しています。

「彼（サー・J・ウィットワース）は、できる限り同じ長さの3フィートのピースを作り、それらを互いに等しくなるまで削り、それらを100万分の1の長さの測定機に端と端を合わせて置くことで、ヤードの分割を得ました。そして、3フィートのピースの全長を標準のヤードの端と比較しました。これらの3フィートのピースは互いに完全に等しくなるまで削られ、3フィートのピースは、 [35]これらを合計すると標準ヤードに等しくなります。フィートをインチ単位に分割するのも同じ方法で行われました。」[2]

読者の中には、測定機が正確な締め具合にねじ込まれているかどうかを判断できるかどうか疑問に思う人もいるかもしれません。測定バーは、きつく締められる前に物体を少し圧縮してしまうのではないでしょうか。作業員は、ノギスで棒を測定するとき、ノギスのジョーが適切な抵抗で棒を通過するかどうかを触覚で判断することがよくあります。しかし、100万分の1インチの精度を扱う場合、そのような方法では不十分です。そこで、ジョセフ・ウィットワース卿は、フィーリングピース、またはグラビティピースを導入しました。TM グッドイブ氏は、『The Elements of Mechanism』の中で、これを次のように説明しています。グラビティピースは、平行な平面の側面を持つ小さな鋼板で構成され、細いアームが2本付いています。1本は部分的に支えるため、もう1本は観察者の指に乗せるためです。ピースの一方のアームは機械のベッドの一部に載せられ、もう一方のアームは操作者の人差し指で上向きに傾けられます。次に、触覚刺激片の両側の平面を、指に片端を乗せた時と同じように支えられるだけの接触圧力になるまで近づける。この密着度は完全に一定であり、重力刺激片の重量に依存するが、観察者の推測には依存しない。

このようにして、36インチの棒に指の爪を一瞬触れた際に生じる熱による膨張を検出することができる。

[36]

市販されている最も美しい測定機の1つは、工作機械やあらゆる種類のゲージで有名なコネチカット州ハートフォードのプラット・ホイットニー社の工場で作られています。さまざまなサイズがあり、最大のものは80インチのバーを収容できます。
1
10万
この機械を使用すれば、インチの寸法を容易に決定できます。したがって、ゲージサイズの新規作成や、既存の標準の複製に役立ちます。調整ネジは1インチあたり50山で、インデックスホイールは400分割まで目盛りが付いており、
1
20,000
各目盛は1インチで、概算ではさらに細分化して、この少量の半分、あるいは4分の1を示すことも可能です。測定面間の精密な接触は、補助ジョーを使用することで実現されます。補助ジョーは、小さな円筒形ゲージを軽いらせんばねの圧力で保持し、そのばねがスライドスピンドルを操作します。このスピンドルには、補助ジョーの1つが取り付けられています。

機械の「ヘッド」の片側には、ベッドプレート上のバーに下向きに向けられた垂直顕微鏡があり、そのバーには、非常に細かい中央の十字線が刻まれた研磨された鋼製のプラグが多数あり、それぞれが隣接するプラグから正確に 1 インチ離れています。顕微鏡内の十字線は、その下の線と正確に一致しているかどうかを示します。では、直径 3 インチの標準バーをテストする必要があるとします。「ヘッド」をスライドさせて顕微鏡が「ゼロ」プラグ線の真上に来るまで移動させ、分割されたインデックスホイールを回して、2 つのジョーが触覚ピースを支える最小限の力で互いに押し合うようにします。次に、ヘッドを戻して 3 インチの線の中心に合わせ、 [37]試験対象の棒をジョーの間に通します。触覚ピースが落ちた場合は、棒が大きすぎるため、触覚ピースが落ちない程度にジョーが開くまでホイールを回します。インデックスホイールを調べると、超過直径が10万分の1インチ単位でわかります。

一方、バーが小さすぎる場合は、ジョーをわずかに閉じる必要がある。この量は同様に計算される。

ここで、非常に「実務的な政治」の領域、すなわちゲージの問題に入りました。ネジやナットなどの交換可能な部品で機械を製造する大規模な機械工場では、購入者を失望させないためには、寸法を非常に一定に保つ必要があります。今日よく見られる小型モーター機械では、誤差を1万分の1インチ以内に抑えることが求められます。そのため、技術者は、ネジ山やナットの直径とピッチ、チューブやワイヤーのサイズ、車輪の円周などを検査するための標準ゲージ一式を所有しています。

アメリカの鉄道車両製造業者は、異なる線路で使用されるネジやボルトのサイズがまちまちであるために大きな不便を被った（すべて標準寸法であるはずだったにもかかわらず）。そこで、経営陣は事態を正すことを決意し、ロジャー教授、ボンド教授、プラット・ホイットニー社が協力して、微細測定用工具の製造に取り組むことになった。
1
50,000
インチ。「これが何を意味するのか理解するために、 [38]人はコンパスを使って5万本の印を付けるべきだ
1
8
直線上に1インチ間隔で点を打つ。そのためには、直線の長さは520フィート以上、つまり約10分の1マイルにもなる必要がある。1インチの空間にこれほど多くの点が圧縮されている様子を想像すれば、プラット・アンド・ホイットニー社が現在行っている測定の微細さがおおよそ理解できるだろう。[3]

標準規格のタップとダイスは工具メーカーや技術者に供給され、彼らはそれによって供給された製品の寸法が適切かどうかを判断できた。それ以来、ナットが「少し小さい」とかボルトが「少し大きい」といった話は聞かれなくなった。また、規格に基づいて作られたダイスは非常に精巧に焼き入れされていたため、あるメーカーは18,800個の冷間圧延ナットを切削したが、サイズに全く違いが見られなかったと主張した。

正確な嵌合において、1000分の1インチの差がどれほど重要かを理解するには、プラグゲージとリングゲージのセットを実際に手に取ってみると良いでしょう。リングゲージは内径が正確に1/2インチ、プラグゲージは直径が1/2インチ、1/2インチから1万分の1インチ引いた値、そして1/2インチから1000分の1インチ引いた値です。

真の1/2インチプラグは、表面間の摩擦のため、リングに力強く押し込む必要があります。次のプラグは、油を塗っておけば簡単に滑り込みますが、しばらく放置すると「固着」してしまい、押し出さなければなりません。3番目のプラグは明らかにぐらつき、熟練した職人であればすぐに不良品として廃棄するでしょう。

[39]

棒の非常に正確な測定には、Y字型をしたキャリパーゲージが使用され、その先端は研磨された平行なジョーで終わっています。このようなゲージは、
1
20,000
1インチなら簡単にできます。

プラグゲージは測定機を基準に非常に正確に作ることができるので、金箔
1
30,000
厚さ1インチだと、ゲージと機械のジョーの間に挿入するには3倍も厚すぎるでしょう！

高級な職人技においては、これらのゲージが常に使用されていることを覚えておく必要があります。時が経つにつれて、多くの種類の機械部品で許容される「誤差の限界」は徐々に小さくなり、これは金属の取り扱いに使用されるすべての機械が同時に改良されていることを示しています。ジェームズ・ワットは、蒸気機関の開発において、ピストンが蒸気漏れのない状態で作動するための真のシリンダーを入手するのが困難であったため、ひどく苦労しました。彼の最初のシリンダーは、鍛冶屋がハンマーで叩いて溶接して作ったものでした。次のシリンダーは鋳造して穴を開けましたが、紙、コルク、パテ、厚紙、そして「古い帽子」を詰めても蒸気漏れを止めるのに役立ちませんでした。完成したシリンダーの一方の端の直径がもう一方の端よりも 8 分の 1 インチ大きかったことを考えると、それも不思議ではありません。ワットは時代を先取りしていました。機械も職人技も、蒸気機関の要求を満たすほど十分に進歩していませんでした。今日では、エンジニアは直径5フィートの円筒を、実際の寸法からの誤差が500分の1インチ以内になるように加工することに自信を持って取り組むだろう。

現代の機械において非常に重要な役割を果たす測定機械の話題から離れる前に、 [40]PE ショー博士の電気的な方法に目を向けてみましょう。彼は最近、2 つのきれいな金属表面が電流によって接触すると、純粋な機械装置をはるかに超える繊細さで互いを感じ取ることができることを発見しました。彼が採用した機構は次のとおり考案されています。1 インチあたり 50 のねじ山を持つ精密に切削された垂直ねじに、500 分割された目盛りの付いたディスクが付いています。このねじは滑車糸によって遠隔から回転させることができ、それによってねじの上端に
1
25,000
1目盛り分に相当する動きをすると、インチになります。

この小さな動きは、6つのレバーの列によって減速され、各レバーの長いアームは前のレバーの短いアームに接触します。したがって、列の最後のレバーの動きは、
1
4,000
ねじの先端の動きにより、
1
4,000
×
1
25,000
× =
1
1,00,000,000
インチが取得されました！

このような動きをどのように判断できるでしょうか？列車の最後のレバーと、動きを調べている物体に、電話機とボルタ電池を取り付けます。両者が接触すると、電話機から音が鳴ります。観察者は電話機で音を聞き、何らかの理由で物体が動いた場合、再び接触するまでネジを回すことで、どれだけ動いたかを知ることができます。

この装置の多くの用途の中から、３つを挙げることができる。

（１）短い鉄棒を磁化すると、約
1
1,000,000
その長さは変化する。さらに磁化すると収縮する。これらの変化は、この装置で容易に測定できる。

[41]

（２）電話で聞こえる最小の音は、電話機の振動板が約 100 だけ動くことによって生じる。
1
50,000,000
約1インチ。これは実際にショウ博士によって測定されたもので、これまで直接記録された中で最小の距離である。物質の分子の直径の約2倍に相当する。

（３）レバーを使わず、より粗い作業にはネジのみを使用する。ショウ博士は、顕微鏡で見える最小寸法は10万分の1インチであることを示した。顕微鏡のキャリッジに電気測定装置を取り付けることで、微小な距離を簡単に測定できる。顕微鏡には十字線があり、対象物を顕微鏡ステージに置くと、対象物の片側の中心に位置する。次に、電気接点ネジをステージに接触するまで進め、電話機から音が鳴る。ネジディスクの読み取り値を取得した後、ネジを引き込み、顕微鏡ステージを十分に移動させて、ワイヤーを対象物の反対側に合わせる。オペレーターは再び電気接点を作り、2回目の読み取り値を取得する。2つの値の差が対象物の直径となる。このようにして、結核菌の平均直径は
31
25万
1インチの。

回折格子上の線間の距離を測定する際にも、同様の方法が用いられる。

脚注：

1. 1901年4月19日
2. GMボンドが1884年2月29日にフランクリン研究所で行った講演。
3. 標準ねじ山に関する報告書、フィラデルフィア、1884年。

[42]

第2章
計算機
T最も単純な計算機はそろばんで、古代ギリシャの少年たちはこれで計算をしていた。そろばんは、縁の狭い滑らかな板の上に、小石、骨片、象牙片、または銀貨が並べられたものであった。これらの小さなカウンターを砂に置き換え、表面全体に均等に散布することで、そろばんは文字を書いたり幾何学の授業に使う石板へと変化した。ローマ人は、他の多くの戦利品とともに、ギリシャからそろばんを手に入れ、十字線で分割し、各線に隣接する線との倍数値を割り当てることで、それを改良した。彼らが計算に小石（calculi）を用いた方法から、英語の動詞「 計算する（to calculate） 」が生まれた。

中世においてもそろばんは依然として盛んに使われており、その名前は財務裁判所にも残されています。財務裁判所には、この簡素な学校用器具のように、市松模様のマス目に区切られたテーブルが置かれていたのです。

段階的に改良が加えられ、中でも最も重要なのはマーチストンのネイピアによるもので、彼の対数は若者の頭を悩ませる一方で、理解している人々にとっては多くの計算時間を節約してくれる。 [43]それらをどのように扱うか。サー・サミュエル・モーランド、ギュンター、ラムは、三角関数の問題に適した他の装置を発明した。ゲルステンとパスカルは、よく知られているサイクロメーターにやや似た「早見表」に車輪の列を取り付けた。

チャールズ・バベッジ氏が有名な計算機を携えて登場すると、これらの装置はすべて取るに足らないものとなった。おそらく、人間の脳が考案した最も独創的な機械装置と言えるだろう。「差分機関」と呼ばれるこの装置を説明するのは、その複雑さゆえに不可能である。言語を巧みに操り、図表がなくてもほぼ常に理解できるほど明快に詳細を説明できたラードナー博士は、その動作原理を説明するためにエジンバラ・レビュー誌に25ページを費やしたが、いくつかの機能は不向きだと断念した。もう一人の聡明な作家、サミュエル・スマイルズ博士は、率直に言ってこの作業を避け、次のような簡潔な説明で満足している。

「この装置のいくつかの部分と動作原理は実に驚くべきものであり、中でも計算結果の精度を確保するための仕組みは特に驚くべきものと言えるでしょう。機械は隣接する機械との摩擦によって自ら修正し、精度を取り戻すのです！ 誤りが発生すると、歯車がロックされてそれ以上進まなくなります。つまり、機械は正しく動くか、全く動かないかのどちらかしか選択できないのです。これは、真鍮と鋼鉄で実現できるものとしては、意志に近いと言えるでしょう。」[4]

バベッジ氏は1822年に、計算機の製作を監督する仕事に着手した。 [44]そして、数学表や天文学表の印刷も行っていた。彼はまず、1分間に44枚の数字を印刷できる模型を製作した。翌年、王立協会はこの発明について報告し、その将来性の高さから、財務大臣たちはバベッジ氏に装置の改良を支援するため1500ポンドの助成金を支給することを決定した。

彼は、卓越した知性と極めて高い手先の器用さを兼ね備えた一流の機械工を探し求めた。彼が求めていた人物は、すでに製図器具、自動旋盤、自動センタリングチャック、溝付きタップとダイの発明者として名を馳せていたジョセフ・クレメント氏だった。クレメント氏は間もなく、機械の様々な部品を成形するための特殊工具を製作した。その加工は非常に複雑で、スマイルズ博士によれば、「計算機の図面だけでも、印刷機械の図面は言うまでもなく、400平方フィートもの面積を占めていた」という。

特に、機械工に特注の装置を作ってもらった経験があれば、請求書が驚くべき速さで積み上がっていったことは容易に想像できるでしょう。実際、あまりにも速かったため、政府は「なぜこれほどの費用がかかり、目に見える成果がほとんどないのか？」と疑問を抱き始めました。7年間の作業の後、技術者の口座は7,200ポンドに達し、バベッジ氏はさらに7,000ポンドを自腹で支出しました。クレメント氏は雇用主と口論になり、おそらく二人とも無駄な努力をしているのではないかと疑っていたため、貴重な道具をすべて持ち去って去ってしまいました。政府もすぐに彼の例に倣い、かわいそうなバベッジ氏は未完成の発明品、つまり「美しい断片」だけを残して去ってしまいました。 [45]「素晴らしい作品だ。」20桁までの計算ができるように設計されていたが、5桁までしか計算できない状態で完成した。1862年のロンドン万国博覧会では、機械展示品の中でもひときわ目立つ存在だった。

機械式レジ
機械式レジ

ナショナル・キャッシュ・レジスターの印刷装置。紙片に金銭取引の金額と内容を印字し、さらに顧客用の伝票に日付、番号、広告、金額、取引内容を印字する。

こうした努力が無駄に終わらなかったことを、私たちはいくらかの満足感とともに知る。ストックホルムの二人の科学者、シューツという名の二人は、ラードナー博士によるこの計算機の説明に深く感銘を受け、バベッジの構想を継承し、20年の歳月をかけて、まるで思考能力を持つかのような機械を完成させた。イギリス政府は1,200ポンドを費やしてこの機械を複製し、サマセット・ハウスに設置して、国務長官のために年金やその他の計算表を作成するという日常業務に従事させた。

バベッジの素晴らしくも恐ろしい機械から、今日では何十万もの商店やオフィスで稼働しているのを目にすることができる計算機へと話は移ります。

これは、従来のレジに代わる最も現代的な装置であり、精巧な内部機構によって、設置された施設の金銭取引における会計係および総合的な探偵としての役割を果たします。

レジスターには非常に多くの種類があり、すべてを列挙することは不可能なので、ここではまず、メーカーや販売業者から「95番」として知られる、最も完璧なタイプについて見ていきましょう。

このレジスターの上部には長方形の窓があります。オペレーターの正面には、この特定の機械では57個のキーが点在しています。そのうち6個にはA、B、D、E、H、Kの文字が、3個には「支払済み」、「請求」、「口座受領」の文字が、そして残りのキーには9ポンドから
1
4
d.

[46]

これらは縦一列に並んでいます。装置の左端には印刷装置があり、所有者によって施錠されています。右端には取っ手と小さなレバーがあります。レジスターの下には6つの引き出しがあり、それぞれにイニシャルが記されています。

客が店に入り、6シリング11ペンスの商品を購入する。Hの文字を持つ店員は、代金として1ソブリン金貨を受け取る。店員はレジに行き、引き出しがロックされるまで押し込まれたことを確認した後、まずHのキーを押し、次に「6シリング」と「11ペンス」と書かれたキーを押す。すると突然、びっくり箱のように、両面に「6シリング11ペンス」と書かれた2枚の板が窓から飛び出し、客と店員は数字を見ることができる。同時に、ある音色のベルが鳴り、Hの引き出しが開き（店員がお金を入れて必要に応じてお釣りを渡せるように）、窓の回転アームが「現金」という文字を表示する。

店員はハンドルを回し、小さなレバーを押します。左側のスロットからチケットが飛び出し、その表面には日付、連番、店員のイニシャル、そして販売金額が印刷されています。裏面には何らかの広告が印刷されています。チケットとお釣りは客に渡され、引き出しが閉じられ、販売された商品の記録が店の帳簿に記される以外は、取引は完了です。

次に、運送業者が小包を持ってやって来て、輸送費として5ペンスを支払わなければならない。A氏は商品を受け取り、レジに行き、自分の文字と「支払い済み」と書かれたキーを押し、 [47]「5 d.」と入力して、必要な金額を取り出し、配達人に渡します。

また、紳士が入ってきて、半ソブリンのお釣りを頼んだ。B氏は手紙を押し付けて応じたが、数字は渡さなかった。

第四に、店の債務者が、長らく滞っていた未払い金を返済するために5シリングを支払います。K氏はそのお金を受け取り、「K」、「未払い金受領」、「5シリング」のキーを操作して、領収書を発行します。

最後に、ある顧客がブーツを掛けで購入しました。D氏はその顧客に対応し、現金は扱いませんが、レジを使って「チャージ」ボタンを押し、「16シリング6ペンス」と入力します。

さて、この間ずっと機械の中では何が起こっていたのでしょうか？カバーを持ち上げ、印刷装置のケースを取り外して見てみましょう。

印刷機構に送られる紙片には、数字や文字などが5行印刷されている。

            s.  d.
    H     6 11

Pd. A 0 5
B 0 0
Rc。 K 5 0
Ch. D 16 6
そのため、店主は（1）誰が顧客にサービスを提供したか、（2）どのような取引を行ったか、（3）取引の金額を一目で確認できる。一日の終わりに、各従業員は個別の会計報告書を提出するが、それは機械の記録と完全に一致するはずである。

[48]

ストリップ印刷と同時に、特別な計数装置が（a）商品代金として受け取ったすべての金額を合計し、（b）各目的で引き出しが開けられた回数を記録している。ここにも、記録の検証がある。

この独創的な機械は、経営者を従業員の不注意や不正から守るだけでなく、従業員同士の不正行為からも守る。もし引き出しと文字が一つしか共通して使われていなかったら、誰がミスをしたのかを特定することは不可能だっただろう。また、この文字システムは、どの従業員が最も多くの仕事をこなしているかを示す役割も果たす。

このタイプのレジスターが使用されている場合、すべての取引はそのレジスターを通らなければなりません。つまり、レジスターの仕組みを通らなければならないのです。係員がレジスターを使わないのは危険です。誰かに見られているかもしれないからです。記録を残さずに引き出しを開けることも、引き出しを閉めずに記録を残すこともできません。そのため、レジスターを使用するたびに理由を説明しなければなりません。もし他人の手紙を使ったら、持ち主特有のゴングの音がすぐに持ち主の​​耳に届くでしょう。昼食や出張で席を外すときは、他の5つの鍵穴には合わない特別な鍵で手紙を施錠することができます。

印刷機構は特に巧妙だ。毎朝、インデックスネジを使って日付が設定され、連続番号列がゼロに戻される。第3区画には広告を印刷するための円形の「電気」ブロックが、第4区画には数字ホイールが配置されている。

ハンドルに与えられた回転は、 [49]チケットの帯がスロットに通され、日付、チケット番号、裏面の広告、係員のメッセージ、取引内容が印刷され、用紙が最終仕上げを行う数字の上に送られます。ナイフでチケットが切り取られ、特殊なレバーでスロットから排出されます。

ナショナル・キャッシュ・レジスター社は、慎重な理由から、内部機構の詳細を公表することを望んでいません。たとえ許可が下りたとしても、それは容易なことではないでしょう。したがって、列挙したすべての機能を実行するレバーやホイールの極めて複雑な構造を想像するしかありません。そして、レジスターの起源と製造方法について考察することにしましょう。これらはどちらも興味深い点です。

レジスターの起源はやや曖昧で、25年前には複数の人物が同じアイデアに取り組んでいた。実用的な機械として最初に登場したのは、オハイオ州デイトンで商店と炭鉱を経営していたジョンとジェームズ・リッティ兄弟の事務所だった。ジェームズ・リッティは最初の実験を支援し、費用の大部分を負担した。彼は自分の事業のために機械式のレジが必要で、ロンドンへ向かう汽船に乗っていた際に回転する機械を見てひらめきを得て、デイトンに戻ってから最初のダイヤル式レジスターを完成させたという。これが、ディスプレイタブレット（またはインジケーター）を備えたキー式レジスターへと発展し、ディスプレイタブレットは、垂直のタブレットロッドを指の関節で動かすことで支えられた支持棒によって支えられていた。

図1
図1

図1の断面図は、このキーレジスターの右側を示しており、その動作はNational Cash Register Companyによって次のように説明されています。キーAは、通常の位置（マーク付き）で指で押すと、 [50]1—2と記された点まで下降する。レバーとして中央で回転するキーを押すと、その最先端点Bが上昇する。これにより、上部に関節部Dを持つタブレットロッドCが押し上げられる。この関節部Dは押し上げられ、Eの位置になる。つまり、関節部は支持棒Fを押し戻し、それを通り過ぎて上に保持される。別のキーで同じ操作を行うと、垂直ロッド上の関節部が上昇し、再び支持棒を押し戻し、最初の関節部ロッドが解放され、最後の関節部ロッドが元の位置に戻る。この関節部ロッドの上端には、表示タブレット、または指示器Gが取り付けられている。ジェームズとジョン・リッティは、これを発明したと主張し、証明したが、最高裁判所で（彼らが設立した）デイトン社の弁護士は、この機構が古いものであることを認めざるを得なかった。しかし、このような機械が他の場所で展示されたとしても、せいぜい [51]実験的なモデルは存在したが、どれも実用化や商業利用には至らなかった。実際、この時点では、一般の人々にとって有益なもの、あるいは一般の人々に利用されるようなものは何も生み出されていなかった。

問題は、ナックルが必然的に油を塗られるため、埃や汚れが付着し、自由な動きを妨げていたことだった。また、「5セント」または「10セント」のキーは他のキーよりも多く使用されるため、摩耗が激しくなる。実際的な結果として、タブレットは必要なときに落ちず、操作全体が混乱した。1 つのタブレットが上がると、もう 1 つのタブレットは上がったままになり、誤った表示が残った。デイトンの発明家たちが行った最も価値のある改良は、サポート バーを後退させるためにナックルに頼るのをやめ、この機能の代わりに、この目的のために特別に設計された「接続機構」として知られるようになったものを使用することだった。これは、機械に向かって左側、つまり反対側に配置された。カット No. 2 はこの新しい接続機構を示している。キーを押すと、機械の右側で以前と同じように、アラーム ベルを鳴らすなどの機能を実行した。しかし、反対側、つまり左側では、キーを押すと、M、N、O、P、Qとマークされた連結機構が作動した。キーを押し下げると、そのてこの原理によって小さなレバー（Q）が押し戻され、そのレバーの先端が支持バーFを押し戻し、それまで露出していた指示器Gを解放した。この機能は、指の関節に頼ることなく実行された。

米国最高裁判所は、古い問題を解決し、ディスプレイタブレットを確実に廃止するという提案またはアイデア、そしてこれを実現することについて述べた。 [52]使用する力を分割し、その一部を機械の左側にある新しい接続機構に加えるという方法は「優れた発明」であり、「その結果は非常に重要であり、それを実現するために示された創意工夫も素晴らしいので、特許権者の発明の功績を否定するつもりはない。第一の請求項に記載された組み合わせは明らかに新規である」と判断された。

発明の起源について少し話を戻しましょう。ジョン・リッティ氏は、弟とは異なる説明をしていますが、最初のアイデアが同時に浮かび、共同で練り上げられたと仮定すれば、両者の説明はおそらく矛盾しないでしょう。

ある夏の夜遅く、数人の男たちが帰宅する前に彼の店にやって来た。そのうちの一人が店主に「もし現金の入金を記録する機械があれば、もっと儲かるでしょう」と言った。店主も店員もその言葉に賛同し、笑いが起こった。しかし、針から干し草の山まであらゆるものを扱う大企業を経営していたにもかかわらず、売上による利益があまりなかったリッティは、その提案を真剣に受け止め、頭をひねった。その結果、最初の機械が特許を取得し、利益は大幅に増加した。

図2
図2

彼の機械が完成する前に、ライバルが市場に参入していた。木材商人、南北戦争時の大尉、探検家、鉄道事業家など、様々な経歴を持つトーマス・カーニー氏は、1884年にシカゴに定住し、両替機の製造を始めた。「様々な事業を営んでいた時、金と銀しか使わなかったので、両替機を所有して金銭の取り扱いを円滑にすることがどうしても必要だったのです」と彼は語る。 [53]そしてお釣りの計算。当時の習慣は、それぞれの硬貨を専用の容器に投げ入れることでした。私は自分の工房でこのコインチェンジャーを発明し、製作しました。キーを押すと、チューブを通して必要な硬貨が手に落ちる仕組みです。シカゴでこのコインチェンジャーを500～600台製造しましたが、価格設定を誤って低くしすぎてしまい、協議の結果、十分な利益が得られないことが分かりました。シカゴの裕福な製造業者が、レジスターの緊急の必要性と、レジスターがないために生じる損失を認識していました。当時、デイトンのナショナル社が発明されていましたが、その後ほど完成度は高くありませんでした。シカゴの関係者は、私がレジスターの目的に合致し、市場性のある機械を発明すれば資金を提供することに同意しました。私は家に帰り、この件についてじっくり考え、息子とも話し合いました。 [54]ある晩、私は時計を見上げてこう言いました。「ハリー、これこそまさに求めていたものだ。60分で1時間、100セントで1ドル。歯車を少し変えて、鍵をいくつか差し込むだけで、あの時計が分と時間を刻むように、セント、ダイム、ドルを刻むものができるだろう。」時計では、分歯車が60度回転すると、加算された60分が別の歯車に送られ、そこで60分の代わりに1時間が刻まれます。最初の歯車は再び回転を始めます。分歯車が2度完全に回転すると、さらに60分が時間に追加され、1時間が刻まれ、2時間になります。これを繰り返します。私は歯車をいくつか取り、厚紙で針と機械を作りました。それは非常に粗雑なものでしたが、友人に見せて説明しました。私たちは続けましたが、困難や障害に遭遇し、私たちの事業全体をナショナルに統合しました。私はそれを追いかけ、以来、国立現金登録サービスの開発、業務、そして支援に携わってきました。私が開発したのが、会社が最初に開発し、現在も使用している35号機です。この機械は、イギリスの通貨とあらゆる十進法通貨を登録できるため、今ではすべての文明国で使用されています。

1883年当時、デイトンには5家族しか住んでいなかった。翌年、ロバート・パターソン大佐が近隣の広大な土地を購入し、小さな町の発展に貢献した。その後、デイトンは繁栄する製造業の中心地へと成長した。彼の2人の息子、ジョン・H・パターソンとフランク・J・パターソンは、ナショナル・キャッシュ・レジスターの元の所有者全員の株式を買い取り、大幅に改良した。 [55]機械の機構を開発し、約4,000人の男女を雇用する巨大な工場を建設しました。この工場は、経済的な生産性と従業員の快適性の両方を促進する世界でも有​​数の設備を備えた施設です。デイトンにある同社の建物は、床面積892,144平方フィート、敷地面積140エーカーを誇ります。利便性、美観、採光、暖房、換気、そしてあらゆる衛生面において、これらの建物は工場用として使用されるあらゆる建物の模範となるよう設計されています。2週間ごとに 1台の機械が製造・販売されています。
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デイトン、ベルリン、トロントの各工場で合計数分の記録が行われます。仕向地に応じて、ドル、シリング、マルク、クローネン、コロナ、フラン、クローネン、ギルデン、ペセタ、ペソ、ミルレイス、ルピー、ルーブルが記録されます。また、天界と日本人のニーズを満たすための記録簿も作成されます。

これらの機械の絶え間ない改良が不可欠であるため、同社は、おそらく米国では他国よりも広く普及している知恵に基づき、特別に用意された帳簿に、委員会が適切な検討を行った上で機構や製造工程の細部を改善する可能性が高いと判断した提案を記録した従業員に、多額の報酬を提供している。5つの部門は、熟練した機械工の専門チームと協力する発明家集団による実験に専念している。この組織的な研究の結果、新しい特許が急速に蓄積され、ナショナル社は現在、米国で537件、海外で394件の特許を保有している。

多くのアイデアは外部からもたらされる。それらが有望だと判断されれば、買収され特許会社に引き渡される。 [56]担当部署はそれらを実験担当者に引き渡す。実験担当者は、これまで製造されてきたタイプとは多くの点で異なる実験モデルを製作する。レジスターは、何よりもまず頑丈でなければならず、大きな衝撃を受けても故障せず、あらゆる状況下で精度を維持しなければならない。

完成したモデルは検査官の前に運ばれ、検査官はそれを叩いたり、ハンマーで叩いたり、ほとんどひっくり返したりして、発見された欠陥に関する報告書を添えて工場委員会に送り返す。検査官は、機械のタイミングを狂わせることができれば、自分たちの義務を果たしたと考える。なぜなら、このようにして生じた弱点が修正されれば、購入者が実際に「暴力による残忍な攻撃」をしない限り、機械を故障させることは決してできないと彼らは主張するからである。

次に、千台単位で販売される商用型の製造が始まります。機械は工具製造業者、つまり75名の選抜された委員会に送られ、彼らはすべての部品をリストアップし、各部品の製造に必要なドリル治具、フライス盤、固定具、ゲージなどの数を指示します。次に、工具の製造コストのおおよその見積もりを作成し、部品リストを作成した後、製図室、鍛冶屋、型製作所、鋳造所などの各部門に部品を渡し、そこで各部品が機械加工されます。その後、工具製造業者はさまざまな工具を組み立て、各工具が設計する部品を一定数製造します。すべての工具が予備作業を終えると、製造業者は約50台の機械を「部品の状態で」所有することになります。これらは組み立てられ、工具が効率的に機能するかどうかがテストされます。 [57]部品が「詰まる」傾向を示したり、その他の不具合を起こしたりする場合、製品が満足のいくものになるまで、原因となっている工具が調整される。

そして、モデルが最初に手に入ってからおそらく2年ほど経ってから、ようやく会社は準備に費やした資金の一部（最大5万ポンド）を取り戻せる可能性を考え始める。しかし、人々が購入さえすれば、購入した商品に不満を感じることはほとんどないだろうと彼らは知っている。「準備こそ成功の鍵」がNCRのモットーなのだ。だから会社は資金を惜しまず、自動ねじ製造機だけで2万5000ポンドもの資金が拘束されることにも満足しているのだ。

NCRの屋根の下では、人間も無生物の機械も手厚く管理されている。委員会は、健康で快適な従業員は良い仕事、ひいては利益につながると考えており、従業員がよく働くためには、よく食べ、よく遊ぶ必要があると考えている。

そのため、彼らは息子たちに幅10フィート、長さ170フィートの庭を与え、経験豊富な庭師を雇って園芸活動を指導させている。園芸を始めるきっかけとして、球根、種、苗などは無料で提供され、さらに高額な賞品が競争心を刺激するのに役立っている。

10年以上前のある日、パターソン氏は工場で働く女性が作業場の蒸気ヒーターで冷めたコーヒーの入ったブリキのバケツを温めようとしているのを目にした。人道的な彼は、その何気ない出来事からヒントを得て、455人を収容できる食堂を建設した。食堂にはピアノとミシンも備えられており、女性たちは80分間の昼休み中に利用できる。料理教室、ダンス教室、文学クラブなども併設されている。 [58]会員にご利用いただけます。同社は従業員に、居住する住宅を所有し、余暇の許す限り美しくすることを奨励しています。1902年に産業専門家委員会、翌年には教育委員会をアメリカに引き継いだモーズリー氏は、どちらの機会にもナショナル・キャッシュ・レジスター社を訪問しました。委員会でのスピーチで彼は次のように述べました。「ナショナル・キャッシュ・レジスター社ほど、適切な労働条件を美しく示している組織を私は世界中に知りません。会長は私に批判するように頼みましたが、この工場には批判すべき点が見当たりません。世界中のどの工場でもこのような環境を見たことがありませんし、男性用と女性用の食堂での昼食で見たような、明るく聡明な顔を見たこともありません。この工場は、社会状況が許す限り、ほぼ完璧だと信じています。」

注：著者は、本書の執筆および図解にあたり、資料を提供していただいたナショナル・キャッシュ・レジスター社に感謝の意を表します。

脚注：

4. 産業伝記、第 xiii 章

旋盤加工された12インチ砲のジャケット
許可を得て球体。
ヴィッカース・マキシム社の工場で、巨大な旋盤を使って12インチ砲の砲身を削っている様子。切削工具の刃先から伸びる長い螺旋状の金属片に注目。

[59]

第3章
作業場機械
造船所における旋盤、平削り盤、蒸気ハンマー、油圧工具、電動工具

「W「私が初めてこの街に足を踏み入れた頃は、機械のあらゆる作業が手作業で行われていました」と、ウィリアム・フェアバーン氏は1861年にマンチェスターで開催された英国協会での就任演説で述べた。「カンナがけも、溝切りも、形削りも機械はなく、ごくわずかな不完全な旋盤と少数のドリルを除けば、建設の準備作業はすべて職人の手によって行われていました。今では、あらゆる作業が工作機械によって行われ、人間の手だけでは決して成し遂げられないほどの精度を実現しています。自動機械、すなわち自律型工作機械は、それ自体にほとんど創造力さえ備えています。実際、その適応力は非常に高く、人間の手で行うあらゆる作業を模倣することができるのです。」

45年前にそのようなことが正当に言えたとすれば、フェアバーン氏は、現代の工房に備えられた素晴らしい機械設備を見たらどう思うだろうか。それらの機械設備は、彼が語る装置よりも相対的に優れており、人間の手による無力な作業よりも優れている。発明は決して止まることはない。ある年の驚異は、やがて放棄されたスクラップの山に積み上げられる。 [60]機械は、それから12か月も経たないうちに、ほぼ新しいものへと生まれ変わります。作業の容易さや経済性を確保するために、重要な細部が改良され、より効率的な後継機がその地位に取って代わります。サミュエル・バトラー氏は、独創的で興味深い 作品『エレホン』の中で、機械があまりにも巧妙になり、最終的には人間の筋力と精神力を奪ってしまうことを恐れ、自動人形に反乱を起こし、国立博物館に保管されている標本を除いて、270年未満しか使用されていないすべての機械を破壊し、手作業に戻った共同体を描いています。しかし、肉体労働の代替として生命のない機械の使用が増えることに伴う危険性についての彼の扱いは、エレホン人に対する同情を示していません。なぜなら、彼らが発明を放棄したことで、長年苦労して完成させた装置を保持している他の民族のなすがままにされてしまったことは明らかだからです。そして私たち自身も、人生のあらゆる場面で生活をより快適に、より楽にしてくれる無生物の助け手たちと別れることを、非常に残念に思うべきである。

私たちは機械に非常に依存しているため、機械を作る機械に二重の恩義を負っています。大きな工場は、世界中で役に立つ仕事に就く子供たちを送り出す親たちを収容しています。私たちは、子供たちを賞賛するあまり、彼らがどこから来たのかを忘れがちです。簡単に移動できるように見事に適応した私たちの自転車は、100もの精巧な機械のおかげで存在しています。鉄の軌道を急いで進む急行機関車は、叩かれ、切られ、ねじられ、削られ、 [61]そうでなければ、機関車そのものと同じくらい素晴らしい強力な機械によって運ばれる。しかし、私たちはそれらを目にすることはない。

したがって、本書および以降の章では、世界の工房で使用されている優れた工具の数々を垣間見ていくことに重点を置く。

少し考えてみれば、円形であることが必要条件または望ましい条件となっている物体のリストがすぐに膨大に思い浮かぶだろう。車輪、軸、皿、テーブルの脚、杖、柱、楽器の部品、ワイヤーなどだ。ヒンドゥー教の旋盤職人は、地面に立てられた2本の短い杭の間に挟まれた木片を紐で回し、助手がそれを回転させながら、自ら工具を当てて旋盤加工を行う。これは旋盤を使う職人の典型的な例と言えるだろう。一方、もう一方の極端な例としては、巨大な機械を操り、12インチ砲の外形、プロペラシャフト、大理石の柱などをゆっくりと形作っていく職人がいる。彼らの目指すものは皆同じだ。表面の完全な円形化である。

中世の職人たちは、美しい手すり子や大聖堂の衝立などに、旋盤を巧みに操る熟練の職人であったことを示す十分な証拠を残している。ユグノー迫害の時代には、多くのフランス人職人が海峡を渡ってイギリスに渡り、車輪や偏心カムなどの比較的複雑な装置を用いて複雑な形状を削り出すことができる旋盤を持ち込んだ。フランス人は、この機械技術の分野でイギリス人をはるかに凌駕していたことは疑いようもなく、それはフランスの貴族たちが旋盤加工を貴族の趣味の一つとして取り入れていたことによるものだろう。

あらゆる産業で金属の使用が増加するにつれて、金属を容易に取り扱う必要性が高まっている。 [62]一般的に、金属加工と木工品を区別する特徴は精度である。昔ながらの旋盤で加工物を削る際、職人は筋力を使って工具を操作し、ガイドしていました。加工物を回転させ、旋盤工は切削工具を、工具を載せる台の長くまっすぐなガイドエッジにしっかりと固定し、工具の先端を加工物にしっかりと押し当てることで、加工物の表面を必要な大きさや形に削り出していました。熟練した旋盤工の中には、練習と注意深さによって、この単純な方法で非常に巧妙な加工を施すことができた者もいました。しかし、加工物がかなりの大きさで、特に金属の場合、筋力の消耗が非常に大きいため、職人はすぐに疲れ果ててしまいました。工具の圧力にわずかな変化が生じるだけでも表面に凹凸が生じ、職人が細心の注意を払っても、時折少し深く削りすぎてしまうことがありました。その結果、削りすぎた部分に合わせて表面全体を削り直す必要があり、場合によっては作業全体が台無しになってしまうこともありました。動作対象物の直径が、本来の用途に対して小さすぎるために、性能が損なわれている。」[5]

現代の作業者は、スライドレストと呼ばれる装置のおかげで、こうした労力と心配から解放される。その名前が示すように、この装置は工具をしっかりと支えるだけでなく、加工対象の金属面と平行に工具を直線的に移動させる手段も提供する。

スライドレストの導入は、 [63]ヘンリー・モーズレー氏の独創性は、19世紀初頭に、有名な油圧プレスと、その名を冠する錠前を発明したジョセフ・ブラマ氏の工房で職長を務めていた人物の功績である。彼の考案したレストは、ねじによって旋盤のベッドに沿って移動でき、任意の位置に固定することができた。当初、同僚たちはそれを「モーズレーのゴーカート」と嘲笑したが、その真価を判断できる人々は、旋削だけでなく平削りにも使える様々なタイプの機械に応用されるようになると、より好意的な言葉を述べるようになった。ジェームズ・ナスミス氏はさらに、「機械の改良と利用拡大におけるその影響は、製造業の完成と商業の拡大に関して蒸気機関の改良がもたらした影響に匹敵するほど大きい。なぜなら、それがもたらした完璧な機械を製造する能力の飛躍的な向上がなければ、過去半世紀にわたり人類の道を切り開いてきた偉大な先駆者たちの構想を、実用的かつ有益な形に実現することは決してできなかったからである。私たちに無限の力を与えてくれる蒸気機関そのものも、金属物体に最も精密で完璧な幾何学的形状を与えるというこの素晴らしい手段のおかげで、現在の完成度を誇るに至った。例えば、真のシリンダーを削り出したり、真のピストンロッドを旋削したり、バルブ面を研磨したりする手段がなければ、どうして優れた蒸気機関を作ることができただろうか。機械に関する科学的研究の蓄積された成果を実践に移す手段を私たちに提供してくれたのは、まさにこの手段だけなのだ」と述べている。

ねじ切り旋盤は、スライドレストが [64]工具は、回転対象物を回転させる機構によって駆動される歯車によって一定速度で移動します。歯車を交換することで「送り」速度を変化させることができ、1回転ごとに工具はから移動します。
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加工対象物の表面に沿って1インチ上方向に移動する。この規則的な動作はスライドレストの価値を大きく高め、またねじ機構によって金属棒に完全に一定のピッチのねじ山を刻むことも可能になるため、ねじ切り旋盤は単なる成形機ではなく、工具一式と金型一式に匹敵する。

旋盤の中には、軸から異なる距離に複数の工具を保持するレストを備えているものがあり、まるで刈り取り機がトウモロコシ畑を刈り取るように、金属への切削が次々と行われ、より深く、より深く金属を削り取っていく。近年の工具鋼の改良により、工具の過熱による損傷を心配することなく、以前よりもはるかに深い切削が可能になった。これにより、大幅な時間短縮が実現する。

大型円筒の穴あけ加工には、一般的に直立旋盤が使用されます。これは、円筒の一端をフェーシングプレートに水平に取り付けると、金属の重量によって危険な「たわみ」が生じる可能性があるためです。このタイプの機械では、直径20フィート（約6メートル）以上の巨大な車輪も加工できます。また、工具を取り付けるクロスバーに複数の工具箱が取り付けられている場合、フランジの旋削、車軸穴の穴あけ、リム側面のフェーシングなど、2つ以上の作業を同時に行うことができます。

[65]

ガン旋盤
砲身旋盤。センター間距離154フィート（約47メートル）で、砲身の穴あけと旋削加工に使用され、砲身とその取り付け部を含めた完成時の重量は165トン。製造元はニューヨークのナイルズ・ベメント・ポンド社。

おそらく最も印象的な旋盤は、サー・W・G・アームストロング、ウィットワース、アンド・カンパニー、ヴィッカース、サンズ、マキシム、その他の兵器および造船会社の工場などで見られるような、大型の大砲やプロペラシャフトを扱う旋盤でしょう。ミッドベール・スチール社は、オハイオ州ハミルトンの工場に、長さ60フィート、直径30インチのシャフトを受け入れ、一方の端からもう一方の端まで直径14インチの穴を開ける巨大なボーリング旋盤を所有しています。これを行うには、旋盤はシャフトの両端を同時に攻撃する必要があります。60フィートの単一のボーリングバーでは、穴を円筒形に保つのに十分な剛性がないためです。シャフトは、全長170フィートを超える旋盤の中央部分にある回転チャックに置かれ、両端に向かって両側に2つの回転リングレストによってさらに支えられます。作業負荷が非常に大きいため、工具を加工面まで送り込む作業を手動で行うのは容易ではなく、そのためボーリングバーは油圧によって送り込まれる。この非常に巧妙な仕組みにより、圧力が過剰になることは決してない。

一般の人にとって最も興味深い旋盤の種類はおそらくタレット旋盤でしょう。これは一般的に大量生産される製品の製造に使用されます。主軸台、つまり 旋削対象物を把持する回転部分は中空になっており、ロッドを貫通させて工具の近くまで通すことができます。工具は六角形の「タレット」に保持され、各側面から1つずつ突き出ています。1つの工具の加工が終わると、作業者はそれを工具台から取り外して別の工具をその場所に取り付ける手間をかける必要はありません。タレットを回転させるだけで済みます。 [66]旋盤は、作業対象物に対して別の工具を回転させて配置します。例えば、水栓などの加工対象物に対して旋盤で5つの工程が必要な場合、対応する工具が旋盤の周囲に適切な順序で配置されます。ストッパーは、いずれかの工具が必要な位置まで進むとすぐに、旋盤の動きを止めるように配置されており、旋盤は引き戻されて回転し、次の加工に備えます。

旋盤、特に人間の介入なしに工具箱を移動する自動旋盤の利点の1つは、作業者から純粋に機械的な作業部分を軽減できることです。大規模な工場の内部をよく知っている人なら、毎日一日中同じものを作り、機械からそれほど遠く離れていない男性や少年たちに気づいたことがあるでしょう。彼らが作る品物は一般的に小さく、非常に速く生産されるため、作業者が同じ動作を延々と繰り返すのは見ていて非常に退屈であり、実際に作業するとなるとさらに退屈に違いありません。このような仕事は高尚なものではなく、従事者は仕事にあまり興味を持てず、より良い地位に就くための準備もできません。この作業を自動旋盤で行うと、機械が必要な作業を行い、人間は知性を提供し、思考力を発揮することで、雇用主にとっても自分自身にとってもより価値のある存在になります。エレホニア人が何と言おうと、新しい機械や方法の導入は一般的に工場全体に刺激的な効果をもたらします。自転車のハブとスピンドルは、これらの自動機械によって無垢の棒から切り出されます。給仕係は、 [67]金属を加工し、材料がなくなるまで滑らかにしたり、形を整えたり、切断したりする作業が続けられる。こうした旋盤の存在こそが、現代において有用な金属製の馬具が安価で入手できる大きな理由である。

現在では、固定刃工具よりもフライス加工による成形が主流となっている。フライスとは、側面、端面、または外周に深い鋸歯状の溝が刻まれた棒状または円盤状の工具で、切削したい部分に合わせて形状が調整されている。高速回転しながら、ストッパーで止められる範囲まで、あらゆる対象物を素早く削り取っていく。

フライス加工工具が取り付けられた最も独創的な機械の一つに、有名なブランチャード旋盤があります。これは、一般的に木材で、銃やライフルの銃床のような反復的な作業を複製する機械です。この旋盤には、複製用と原型用の2組のセンターがあり、同じベッド上に平行に配置され、歯車列によって同じ速度で同じ方向に回転します。フライス工具はフレームに取り付けられ、そこからディスクが突き出ており、バネによって原型に押し付けられます。原型が回転すると、その不規則な形状によってディスク、フレーム、およびフライス工具が原型の中心に向かって、または中心から離れるように移動し、その結果、余分な部分がすべてフライス工具によって削り取られる複製の中心に向かって、または中心から離れるように移動します。フレームは原型に沿って徐々に移動し、到達した原型の部分と類似した断面を粗削りブロックに再現します。

セルフセンタリングチャックは、時間短縮に非常に役立つアクセサリーです。最も簡単に説明すると、マンドレル（回転軸）の内端にねじ込む円形のプレートです。 [68]加工対象物に接触するセルフセンタリングチャックは、中心から120°の角度で放射状に伸びる3つの溝が前面に設けられています。各溝には段付きジョーがスライドし、ジョーの下面には同心円状の溝が刻まれており、キーとウォームギアによって円周上で回転するらせん状のスクロールと噛み合います。ジョーは中心から対称的に近づいたり遠ざかったりするため、円形の物体を把持した場合、その中心は旋盤の軸と一直線になります。小さなドリルでも大きなホイールでも、セルフセンタリングチャックは把持に不可欠です。

プレーナーマシン
工学において、真に曲がった表面と同じくらい重要なのが真の平面である。ユークリッドが言うように、任意の2点をとれば、その2点間の直線は完全にその平面上にある。旋盤の効率は、ガイド、定盤、主軸台の底面と側面、そして何よりもスライドレストなど、平坦であるべきすべての領域の完全な平坦性に依存している。金属の平面を作るには、まず疑わしいところのない機械を製作する必要がある。しかし、一度製作すれば、それ自体と同じような機械を作り出し、無限に複製することができる。

多くのアマチュア大工は、鉋で削った板の美しい滑らかさを自慢にしている。しかし、旋盤の作業台と比べると、彼らの最高の仕事でさえ、非常に不正確に見えるだろう。

エンジニアのカンナ盤は、木製のカンナ盤とは全く似ていない。表面からわずかに突き出た刃が、切削対象物に深く食い込みすぎるのを防ぐ代わりに、 [69]旋盤の切削工具によく似た鋼製のノミが、ベッド上を上下に移動するフレームに取り付けられており、ノミを保持する部材はベッドと完全に平行です。削り取る対象物はベッドにしっかりと固定され、ベッドと共に移動します。2回のストロークごとに工具は自動的に横方向に移動するため、2つの切削線が同じ線上に重なることはありません。表面全体が「粗削り」された後、仕上げ用カッターが作動し、工具の刃先をベッドに近づけて同じ工程が繰り返されます。

バベッジ、モーズレー、ナイスミスと同時代のジョセフ・クレメントは、一般的にかんな盤の発明者とみなされている。1825年までに彼はかんな盤を完成させた。このかんな盤では、工具は固定されており、加工物は回転するベッドの上を移動する。2つのカッターが上部の横レールに取り付けられており、どちらの方向にも移動できるようになっていた。加工物が置かれる機械のベッドは、完全に真円のローラーまたはホイールの上をカッターの下を通過する。これらのローラーまたはホイールは、最高の芯棒と同じくらい正確にベアリングに固定され、両端に止めねじが作用して、軸方向の動きを完全に防止していた。機械は、重厚なブロックでできた頑丈な石積みの基礎の上に設置され、あらゆる点での支持が徹底されていたため、振動の傾向が効果的に排除され、完全で丸く静かな切削が実現された。かんな盤が走行するローラーは非常に正確で、クレメント自身も「ローラーの下に紙くずを一枚でも置けば、他のローラーもすぐに止まってしまうだろう」とよく言っていたほどだった。これは決して誇張ではなく、その巨大な機構全体は、非常に正確で精巧なものだった。 [70]腕時計として。[6]クレメント氏は次に、ベッドに回転アタッチメントを取り付け、切削工具の下で物体を移動方向と平行な軸を中心に回転させるようにした。作業者の希望に応じて、削り工具の下で物体を動かすことで、円筒、円錐、または角柱に加工することができた。この機械は非常に効率的で、1平方フィートあたり約18シリングの料金で、製作者は1日に10ポンド以上を稼いでいたが、この分野にライバルが現れ、最終的に同じ面積の削り加工のコストを数ペンスにまで引き下げた。

現在一般的に使用されている鉋には、大きく分けて2つのタイプがあります。1つ目はクレメントのオリジナル設計を踏襲したもので、2つ目はベッドは固定式ですが工具が可動するタイプです。戦艦の装甲板のように加工対象物が非常に重い場合、巨大な金属塊の動きを急に逆転させるのに必要な動力は膨大で、実際の鉋がけに要するエネルギーの何倍にもなります。そのため、可動式ベッドの鉋は大幅に改良される必要があり、場合によっては固定式ベッドの鉋に置き換えられることもあります。

20トン以上もある粗い金属板を、最高級のビリヤード台も顔負けの滑らかさに削り取る巨大な機械の光景は、実に印象的だ。高さ30フィート（約9メートル）にも達し、まるで小さなやすりのように巧みに操る作業員を圧倒するこの機械は、不活性金属の表面から、おそらく40フィート（約12メートル）もの長さの光沢のある帯を削り取り、人間の技術で可能な限り正確に平行な溝をいくつも残していく。引っかかりも、止まることも、音も一切なく、ただその力だけが、 [71]精巧に加工され配置された歯車を通して伝達される電気や蒸気の力は、抗いがたいほど強力だ。この工具は非常に硬く、何マイルもの鋼鉄を削っても刃先にほとんど影響がなく、容赦なく表面を切り裂き、やがてその表面は工具自身の硬度に匹敵するほどに焼き入れされる。この工具を研ぎ直したい場合、どんな金属で削っても無駄だ。しかし、工場のどこかに、唸りを上げる研磨ホイールを備えた機械があり、鈍くなった刃先を素早く元の形状に研ぎ直し、次の鋼板を一枚ずつ剥ぎ取る準備を整えてくれるのだ。

かんな盤にはさまざまな形状があります。ベッドの両側に垂直の支柱があり、加工できるワークの幅が制限されているものもあれば、側面が開いていて、2 つの支柱の代わりに強度のある 1 つの支柱があり、ベッドの 2 倍の幅のプレートを挿入できるものもあります。また、穴の縁に建てられているものもあり、逆さまにしたプレートの端を切断し、紙を端から差し込むことができないほどぴったりと他のプレートに合わせることができます。このように、人間は、それ自体は弱く繊細ですが、このバルブを開けたり、あのレバーを引いたりして、自分の意志に合うように金属を拷問できるまで金属を形作ってきました。人間はそれを剥ぎ取るだけでなく、貫通させ、あらゆる形にねじり、パンからスライスを切り取るように簡単に塊を切り取り、恐ろしいプレスで元の厚さのほんの一部にまで圧縮します。そして、それ以外の点でも、我々が利用している物質にはまだ知覚能力が見つかっていないことを、我々は科学的観察によって喜ぶべきである。

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スチームハンマー
北欧神話の神トールは、素晴らしい鍛冶屋でした。毎週木曜日は、オーディンの息子であり、そのハンマーから稲妻が閃いた神、そして彼を通して、ヴェスヴィオ火山の火口にある鍛冶場で汗水流して働くウルカヌスを思い起こさせる日です。異教の神話学者たちが描いた鍛冶の神々の姿にもかかわらず、もし彼らが実在したら、人間がいとも簡単に振り回す蒸気ハンマーに、少々戸惑うのではないかと私たちは考えざるを得ません。

鍛冶場は、巨大な金属の塊が蒸気の重圧にさらされる、まさに大工場の「見せ場」であることは疑いようもない。子供の頃、私たちは鍛冶屋が金床に向かう様子を眺め、真っ赤に熱せられた鉄の塊から飛び散る火花に魅了されつつも、半分は恐怖を感じていた。そして、驚くような光景に慣れ親しんだ大人でさえ、機械式のハンマーが真っ赤に輝く金属の塊に与える凄まじい打撃に、魅了され、同時に愕然とするかもしれない。

ウールウィッチ・アーセナルに蒸気ハンマーが登場
ウールウィッチ兵器廠で、蒸気ハンマーが稼働している。大砲の内筒となる鋼鉄のインゴットを鍛造しているのだ。その打撃力は、4000トンの物体が落下する運動量に匹敵する。会話は聞こえないため、現場監督は手信号で作業員に指示を出す。作業員たちは、強烈な熱から手を守るため、大きなキャンバス地の指なし手袋を着用している。

この便利な機械の発明者であるジェームズ・ナスミスは、風景画家の息子で、幼い頃からあらゆる種類の科学や機械に強い関心を持っていた。15歳の時、父親の絵の具を挽くための蒸気機関を作り、5年後には「8人を乗せて何マイルも走った」蒸気自動車を作った。「2か月間稼働させた後、関心を持っていた全員が満足したので、友人たちは私にそれを処分することを許してくれた。そして私はそれを売った。大変お買い得だった。その後、その機関は小さな工場の動力源として使われた。その機関では、私は排蒸気を利用して [73]煙突から排出することでドラフト（通風）が増加する。この重要な廃蒸気利用法は、数年前にジョージ・スチーブンソンによって導入されていたが、私は全く知らなかった。

自動車黎明期を垣間見ることができるこの興味深い記録は、若きジェームズが並外れた機械的才能を持っていたことを示している。彼はすぐにヘンリー・モーズレーのパートナーであるジョシュア・フィールド氏のもとで働き始め、1834年にはマンチェスターで独立して事業を立ち上げた。

当時、現代の蒸気ハンマーに最も近いものは、馬力、水力、または蒸気力で動く「傾斜」ハンマーでした。これは、通常のハンマーを非常に大きくしたようなものでしたが、金床からわず​​かにしか持ち上げることができなかったため、落下が「制限」され、作業のサイズが大きくなるにつれて効果が薄れました。1837年、ナズミス氏は、グレート・ウェスタン汽船会社の取締役たちに、グレート・ ブリテン号のパドルシャフトを鍛造するために必要な、非常に強力な工具の製造についてインタビューしました。蒸気機関の発明が旋削方法の改良を要求したように、今度は蒸気船の大型化が鍛造機械の不十分さを示しました。

ナスミス氏は頭をひねった。明らかに必要なのは、非常に重い金属の塊を容易に適切な高さまで持ち上げ、その重さが金属と金床の間にある物体に押しつぶす力で落下する仕組みだった。どうやって持ち上げるか？素晴らしいアイデアだ！蒸気だ！ナスミス氏はすぐに、金床の上に突き出た頑丈な支柱の上に逆さまにした蒸気シリンダーを置き、そのピストンロッドに鉄の塊を取り付けた様子を頭の中で思い描いた。 [74]そうなると、ピストンブロックが最大高さまで上昇するまでピストンの下側に蒸気を送り込み、その後、蒸気の供給を遮断してシリンダー内に既に存在する蒸気を排出するバルブを突然開く必要が生じる。

次の郵便で彼は会社にスケッチを送った。会社は彼のデザインを大いに気に入ったが、船の動力源としてスクリューが採用されたことでパドルシャフトの必要性がすでになくなっていたため、それを使用することはできなかった。気の毒なナズミスは自分が「良いもの」を発見したことを知っていたが、イギリスの鍛冶職人たちは、独創性の欠如というよりはむしろ盲目的な愚かさゆえに、その革新を見ようともしなかった。「我々には今ある鍛冶ハンマーを稼働させ続けるだけの注文がない」と彼らは書き、「どんなに改良されていても、新しいハンマーは要らない」と付け加えた。

そのため、彼の発明は失敗に終わる運命にあるように見えた。しかし、フランスからシュナイダー氏が助けの手を差し伸べた。彼は後にボーア人の「ロングトム」の発祥地として悪名高くなるクルーゾー製鉄所の創設者である。シュナイダー氏と友人がマンチェスターの工場を訪れた際、ナスミス氏はたまたま不在だったが、彼のパートナーであるガスケル氏がフランスからの訪問者を工場内を案内し、計画中の蒸気ハンマーについても説明した。設計図が持ち出され、その詳細が分かりやすく説明された。

数年後、ナイスミスは再びクルーゾ工場を訪れ、そこで巨大なクランクシャフトを見て、どのように鍛造したのか尋ねた。「貴社の蒸気ハンマーで」という返事が返ってきた。ナイスミスがフランスでまさにその機械が稼働しているのを見つけた時の驚きは想像に難くないだろう。 [75]それは彼自身の同胞がひどく軽蔑していたものであり、そしてその明らかな成功に対する彼の喜び。

帰国後、彼はすぐに特許取得に必要な資金を集め、発明を保護し、「現代イギリス人技術者が開発した最も完璧な人工機械の一つであり、精神が物質を克服した最も崇高な成果」と評されるものの製造を開始した。数週間後には、最初の30cwt（約140kg）のハンマーが稼働した。人々は、その精密さ、動作の美しさ、そして金床に置かれたナットを砕くことなく瞬時に停止させることができる完全な制御能力を見ようと群がった。「その利点は明白であったため、すぐに広く採用され、数年のうちに、国内外のあらゆる設備の整った作業場でナイスミス式蒸気ハンマーを見かけるようになった。」[7]

ナスミスの発明は、1853年に彼のパートナーであり後継者であるロバート・ウィルソン氏によって改良されました。彼は、叩いた金属から「タプ」、つまりヘッドを自動的に持ち上げる自動機構を追加し、時間の節約とインゴットへの熱損失の回避を実現しました。「バランスバルブ」と呼ばれるこの機構の素晴らしさは、連続する打撃によって金床上の金属片が薄くなるにつれてハンマーの移動量が絶えず増加することを思い出せば、より明確に理解できるでしょう。この非常に巧妙なバルブの影響下では、あらゆる種類の打撃を与えることができました。2本のネジでタペットレバーの位置を変えるだけで、必要な正確な力の打撃を無期限に繰り返すことができました。「それは、 [76]金床の上に卵の入ったワイングラスを置き、ブロックを素早く下ろしていく。その調整は非常に精密で、機構も繊細だったため、おそらく数トンもある巨大なブロックが、卵の殻を割ることなく「トントン」と音を立てるのを聞くことができた。そして、担当者に合図が送られると、その巨大な塊が一気に落下し、卵とグラスは、ウォルター・サヴェージ・ランドーの言葉を借りれば、「宇宙に吹き飛ばされた」ように見えた。[8]

その後、ウィルソン氏は同様に重要な機能として、二重作用式の手動ギアを追加しました。これにより、蒸気がピストンの上部と下部の両方に作用し、ハンマーの効果が2倍以上になりました。

これまで製造された中で最大のハンマーは、ペンシルベニア州のベスレヘム鉄工所が設置したもので、重量は125トンでした。3年間使用された後、所有者は装甲板製造用の油圧プレスに劣るとして、5万ポンドの費用をかけてこのハンマーを廃棄処分しました。そして、同額の費用をかけて、代わりに1万4000トンの圧力を持つ油圧プレスを設置しました。これは、当時世界で最も強力な油圧プレスとして、このハンマーの後継機となりました。

この変更には3つの理由があります。第一に、これほど大きな金属塊を叩くと、金床を何倍も重くする必要があり、それでも周囲の機械への衝撃は非常に大きい可能性があります。第二に、叩く鍛造品が大きいほど金床の反作用は小さくなるため、打撃の力はすべてハンマーに面した側で吸収される傾向があります。 [77]一方、小さな棒の場合は、金床の慣性が実際の打撃とほぼ同等の効果を発揮します。第三に、ハンマーの打撃は非常に瞬間的であるため、金属が適切に「流動」する時間がなく、その結果、表面にひび割れが生じるなど、不完全な鍛造品が出来上がります。したがって、非常に大きな作業においては、ハンマーは時代遅れになりつつあり、プレス機が主流になりつつありますが、軽作業においては依然として広く使用されています。

この話題を終える前に、ホーウィッチ鉄道工場の鍛造工場で見られるような、両頭水平ハンマーについて少し触れておきましょう。レールとローラーで支えられた2つのハンマーが両側から同時に前進し、その間に置かれた支持台上のワークを叩きます。それぞれのハンマーは、互いに金床のように作用しながら、それぞれの仕事を十分に担います。そのため、重量が大幅に軽減されるだけでなく、衝撃もほぼ完全に吸収されます。さらに、各ハンマーが1つのハンマーで必要な打撃の長さの半分で済むため、一定時間内に2倍の打撃回数を実現できます。

油圧工具
これらを詳しく説明する前に、ブラマプレスの歴史をたどってみましょう。ブラマプレスは、これらの装置の原点とも言える存在です。なぜなら、作業場で使用されるほとんどの油圧装置に用いられている原理、そして圧力によって動力を伝達する手段として水を用いるという発想は、ジョセフ・ブラマに正当に帰せられているからです。

海に飛び込んで、意図した優雅な角度で入水するのではなく、水面に平らに落ちた場合、しばらくの間、敵に胸を激しく叩かれたような感覚が続くでしょう。 [78]胃。ゆっくりと物体を引っ張っていくとほとんど抵抗を示さないように見える水も、激しく衝撃を与えると驚くほど硬くなることを、あなたは悲しい経験から学んだことでしょう。実際、密閉されると、流動性を失うことなく鋼鉄よりも圧縮されにくくなります。したがって、水はエネルギーをある地点から別の地点へ伝達するのに非常に有用な媒体となります。水の柱の一端を押せば、もう一方の端にあるものを押し出すことができます。ただし、その動作を誘導するためには、チューブで密閉する必要があります。

自然法則によれば、すべての流体は、それを閉じ込める表面のあらゆる単位に均等に圧力をかけます。底が厚紙のバケツに砂を入れ、砂の表面を強く叩いても底は破れません。砂の粒子とバケツの側面との間の摩擦が衝撃を完全に吸収するからです。しかし、砂の代わりに水を入れ、液体が漏れないようにバケツにぴったり合う物体で叩くと、底も側面も破れてしまいます。本書の著者はかつて、密閉された水缶に銃でろうそくを撃ち込み、どのような影響があるか試したことがあります。（別のろうそくはすでに鉄板を貫通して撃たれていました。）
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（厚さ約1インチ。）衝撃 でブリキの中の水がわずかに圧縮され、その反動で全てのエネルギーが放出され、ブリキ板が割れて破片が数フィートも空中に飛び散った。しかし、ろうそくは側面を貫通することはなかった。

これは、液体がほぼ完全に非圧縮性であることを示す非常に良い例である。

さて、歴史に戻りましょう。ジョセフ・ブラマは1748年にヨークシャーのバーンズリーで生まれました。 [79]農場労働者だった彼は、右足首の事故で別の方法で生計を立てることを余儀なくされなければ、おそらく耕作に従事していたであろう。そのため彼は大工になり、機械に関する才能を開花させ、40歳で彼の名が知られる錠前を製造し、6年後には油圧プレスの実験を行っていた。油圧プレスは、内径とほぼ同じ直径の固体ピストンが作動する大きな円筒で、加圧ポンプに接続されていると簡単に説明できる。ポンプが一回作動するごとに少量の水が円筒内に送り込まれ、水圧は全体で一定であるため、ピストン端にかかる総応力は、ポンプのプランジャーにかかる応力に、一方の面積が他方の面積を何倍上回るかを掛けた値に等しくなる。プランジャーの直径が1インチ、ピストンの長さが1フィートで、人が1,000ポンドの力でプランジャーを押し下げると仮定すると、ピストン端にかかる全圧力は144 × 1,000ポンドになります。しかし、プランジャーが1インチ移動するごとにピストンはわずかしか動きません。
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1インチの差は、時間で得たものは力で失うものであり、その逆もまた然りという 法則を示している。

ブラマが直面した最大の難題は、ピストンとシリンダー壁の間の漏れを防ぐことだった。水が全く通らないほどきつく詰めるとピストンが固着し、詰め物を緩めると漏れが再発した。ブラマはあらゆる手段を試みたが、どれも成功しなかった。ついに、旋盤のスライドレストに関連して既に触れた彼の職長、ヘンリー・モーズレーが、その単純さゆえに真の天才的なアイデアを思いついた。なぜダメなのか、彼は [80]水自体がパッキンに十分な密閉性を与えるようにすれば良いのではないか、パッキンは逆U字型の断面を持つ丈夫な革製のカラーでなければならないのではないか、と提案された。この提案が事態を救った。シリンダーの首の、以前スタッフィングボックスがあった場所に窪みを作り、そこにカラーをセットし、縁を下向きにした。水が加圧されて入ると、縁は異なる方向に押し付けられ、一方はピストンに、もう一方は窪みの壁に押し付けられ、圧力に比例した密閉性となる。圧力がなくなるとすぐにカラーは潰れ、ピストンは摩擦なくシリンダー内に戻ることができる。少し小さなものに目を向けると、同様の装置が自転車のタイヤ空気入れにも使われている。カップ状の革がピストンの後端に取り付けられ、加圧行程中にピストンを密閉するが、吸引行程では吸気弁として機能する。

ジョセフ・ブラマとヘンリー・モーズレーの共同発明に対する我々の恩義は計り知れない。蒸気ハンマーの設計におけるナスミスとウィルソンの功績と同様に、この功績も分け合うべきだろう。巨大な梁、家屋、船舶を持ち上げる時、車輪を車軸から外す時、エレベーターの時、トンネル掘削シールドを進める時、干し草、羊毛、綿、木材、さらには金属を圧縮する時、鋼板をリベット留め、曲げ加工、穴あけする時など、安定した、しかし莫大な力が必要とされるあらゆる場面で、油圧プレスの何らかの改良が、不可欠とは言わないまでも、有用であることがわかるだろう。

しかし、詳細を検討する準備が整ったので、作業場に戻って、そこで水がどのような役割を果たしているかを見てみましょう。外には、幅と高さが数フィートもある円筒形の物体があり、上下に動くことができます。 [81]垂直ガイドに沿って。下を覗き込むと、このタンクまたは箱に石や鉄くずなどの重い物が詰まった全体の重量を支える、光り輝く鋼鉄製のシャフトが見えます。このシャフトは、パイプでポンプエンジンや油圧機械に接続された非常に長いシリンダーのピストンプランジャーです。このシャフトとそれが支える質量は、エネルギーの貯蔵庫として機能します。ポンプエンジンが油圧工具に直接接続されていた場合、作業員がプレス、ドリル、またはスタンプ（場合による）を使用したいときはいつでも、ポンプを始動するようにエンジンマンに信号を送り、停止するように別の信号を送る必要があります。これは時間の大きな無駄につながり、過駆動によって装置を損傷する危険性があります。しかし、アキュムレータがあれば、ラムがほぼ下がるとすぐにエンジンが自動的に始動して再びポンプを作動させるため、いつでも加圧された水が供給されます。要するに、アキュムレータは油圧機械にとって、バグパイプにおけるバッグ、またはオルガンにおける空気貯蔵庫のようなものです。

大都市では、高圧水は工場やエンジニアリング工場、その他水を必要とするものの、専用のポンプ設備を設置するほどの必要性はない場所に供給することを生業とする企業によって、専用の幹線を通して配水されている。ロンドンには5つの中央配水ステーションがあり、6,500馬力のエンジンが9つの大型蓄圧器を満水に保ち、直径7インチ以下の120マイルのパイプに水を供給している。圧力は1平方インチあたり700ポンドである。リバプールには850ポンドの圧力のパイプが23マイルあり、マンチェスターには1,100ポンドの圧力のパイプが17マイルある。 [82]これらに加えて、グラスゴー、ハル、バーミンガム、ジュネーブ、パリ、ベルリン、アントワープ、そしてヨーロッパとアメリカ合衆国のその他多くの大都市が挙げられる。

金属鍛造などの非常に特殊な用途では、1平方インチあたり最大12トンの圧力が必要となる場合があります。このような圧力を生み出すために「増圧装置」が使用されます。増圧装置とは、 通常の油圧配管から作動するプレス機で、鍛造プレスに接続された大径シリンダーに水を送り込みます。

イギリス最大の鍛造プレスは、サー・W・G・アームストロング、ウィットワース・アンド・カンパニーのオープンショー工場にあります。その役割は、圧延機を通す前に装甲板のインゴットを圧縮して固めることです。直径78インチの巨大なラムが1つあり、4,000馬力のエンジンでシリンダー内に6,720ポンド/平方インチの圧力で水が送り込まれ、ラムの総力は12,000トンになります。プレスの高さは33フィート、幅は22フィート、長さは175フィートで、重量は1,280トンです。金床の両側には、インゴットをインゴットブロック上で移動させるためのプラットフォームと機械を備えた溝があります。油圧式リフティングシリンダーを備えた100トンの電動クレーンが2台、プレスに使用されています。

巨大な油圧プレス
巨大な油圧プレス

装甲板用の鋼塊を固めるために使用される、12,000トンの圧力を持つウィットワース油圧プレス。ラムシリンダーには、1平方インチあたり3トンの圧力で水が送り込まれる。プレスの左側にいる男性に注目。

ベスレヘム工場の「スクイーザー」は、アームストロング・ホイットワース製のものより直径がはるかに小さい2つのラムを備えているが、 10
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1平方インチあたり数トンの圧力。装甲板用の120トンを超える重量のインゴットを扱います。1895年、ピッツバーグのウィリアム・コーリー氏は、ニッケル鋼板を2,000°Fに加熱しながら大きな圧縮を加えることで強化する特許を取得しました。これにより、鋼板は伸びるだけで、 [83]厚さは大幅に減少するものの、わずかに減少する。大きな板を加熱するには10時間から20時間かかる。加熱が終わると、幅約30センチの大型プレス機のジョーの間に挟む準備が整う。板は、表面全体が処理されるまで、ストロークごとにジョーの間で前方に移動される。1回のストロークで、17インチの板は16インチに縮小され、その後の圧縮によって最終的に14インチの厚さになる。その間、長さは16インチから 18インチに増加する。
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幅は実質的に変わっていないが、長さはフィート、またはその比率で変化している。簡単な計算で、元々 32フィートを占めていた金属が、
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立方インチの板が、31立方インチに圧縮されました。この変更は表面に損傷を与えることなく行われるため、内部は非常に丈夫で外部は非常に硬い板が作られます。次に、板を1,350°Fまで再加熱し、非常にゆっくりと低温まで冷却して「焼きなまし」を行います。その後、再び炉を起動して1,350°Fまで加熱し、表面全体に冷水を噴射して適切な焼き戻しを行います。この工程で板が曲がったり歪んだりした場合は、軽く再加熱してプレス機で2回目の処理を行うことで形状が回復します。

油圧プレスは、あらゆる形状の板材を曲げたり、型押ししたりするのに使用されます。8インチの鋼板が巨大な金型で静かに圧縮され、半円形に成形されて軍艦の大型砲塔の保護材に合うように加工される様子や、より薄い鋼板の両端が折り返されてフランジが作られる様子、さらに薄い金属板がブリキ職人がタルトレットの型を押すのと同じくらい簡単に鋼鉄製のボートの形に型押しされる様子を見ることができます。別の作業場では、 [84]水力で動く巨大な顎が、溶鉱炉に適した大きさに鉄の塊を砕いている。

軍需品の製造にも、この強力な同盟国の支援が必要となる。野砲とその弾薬を例にとってみよう。砲身自体は油圧鍛造された鋼鉄製で、その後ワイヤーが巻かれています。砲架は鋼板を油圧プレスでフランジ加工して成形し、車輪の内側は油圧でフランジ加工された波状の鋼板で構成されています。タイヤさえも油圧式タイヤセッターによって冷間圧入され、その強力なラムは溶接されたタイヤの直径を縮小し、車輪をしっかりと挟み込むまで締め付けます。砲弾は強力な油圧プレスで打ち抜き、引き抜き加工され、銅製の駆動帯は専用の油圧プレスで砲弾に取り付けられます。速射用薬莢は油圧プレスでキャップ、引き抜き、先端部が取り付けられますが、その巨大な質量は、完成した薬莢の小ささとは不釣り合いなほど不釣り合いで、事情を知らない人には常に驚かされます。そして最後に、コルダイト製の発射薬は、その密度と形状を油圧プレスによって決定します。[9]

砲弾に「駆動帯」を取り付けるためのプレスは特に興味深い。砲弾が成形され、外面が滑らかで真円になった後、後端付近に溝が切られる。この溝に銅の帯が押し込まれ、砲弾を通過する装薬からのガスの漏れを防ぐとともに、砲弾に回転運動を与えるライフリングを食い込ませる。この作業を行うプレスは、巨大な鋼鉄製のリングの内側にスポーク状に配置された6つのシリンダーとラムを備えている。 [85]凹型のヘッドを備えており、ストロークが完了すると中央で合わさって完全な円を形成する。「圧力は、円形の分配管に接続された銅管を通してシリンダーに供給されます」とペッチ氏は言う。「プレス機は、最初のストロークで700ポンドの主水路から水を取り込みます。」
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ストロークの 1 インチ 、そして最後の
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1平方インチあたり3トンの 水圧が用いられる。6インチ砲弾を装填するための全衝角にかかる総圧力はわずか600トンだが、12インチ砲弾の場合は2,800トン以上が必要となる。

造船所における電動工具
近年、電気は作業場設備において非常に重要な役割を担うようになった。これは、機械への適用が容易であること、ベルトやオーバーヘッドギアが不要になること、そして経済性に優れていることが理由である。旋盤工場では、旋盤の半分しか同時に稼働できない場合、残りの旋盤のシャフトとベルトが常に回転し、多くの電力を無駄に消費している。しかし、各旋盤に個別のモーターを取り付ければ、作業員は自由にオンオフを切り替えることができる。

ニューヨーク造船会社は非常に近代的な企業であり、機械の駆動にはベルト、圧縮空気、水ではなく、主に電気動力に依存している。様々な工場を巡り、電流がどのように利用されているかを見てみよう。工場に入る前に、レール上を移動する2本の柱に支えられた巨大なガントリークレーンが目を引く。長さ88フィートの横桁、つまり橋桁からは、25馬力のモーターで駆動される2つのリフティングマグネットが吊り下げられており、 [86]毎分20フィートの速度で荷物を運びます。同じ出力のモーターが、レールに沿ってガントリー全体を移動させ、巨大な鋼板や梁の山の上を移動させ、そこから工場の巨大な開口部に送り込むための犠牲者を選び出します。

本館は巨大な規模で、一枚屋根でなんと18エーカーもの広さを覆っています！天窓が4エーカー、窓が2エーカーもあると想像してみてください。そうすれば、ひどい雹嵐で発生するであろうガラス修理費の額を計算できるでしょう。この広大な建物の中には、機械工場、ボイラー工場、鍛冶屋、板金工場、枠工場、パイプ工場、鋳型工場、一般倉庫、建築用通路、そして設備設置用スリップなどが収められています。 「一方の端から鋼板室と保管室に搬入された材料は、完成した船舶の一部として出荷され、船舶が就航準備を整えるまで、建物から出ることはありません。一つの主要建屋、一つの屋根の下に、商業的に知られている最大の船舶の建造に必要なすべての材料と機械が設置されています。また、石造りの基礎の上に建てられ、鋼鉄とガラスの屋根で覆われ、最大100トンの吊り上げ能力を持つクレーンが設置された8組の船台は、ボイラー工場や機械工場とほぼ同じくらい、巨大な主要建屋の一部となっています。」[10]

高さ120フィート、幅121フィートの巨大な100トンクレーンが機械工場と造船所を圧倒している。リベット工、コーキング工、組立工が作業を終えると、大きなエンジンやボイラーを持ち上げ、未完成の船の内部にそっと落とす。その周りでは、小型クレーンがいくつも稼働している。 [87]荷重を扱う装置。プレートを扱う装置は、既に述べた大型ガントリークレーンと同様に、強力な電磁石を備えており、金属にヒルが張り付くように吸着し、ブリッジ上のどこかのボタンを押して電流を遮断するまで、その吸着を緩めることはありません。時には複数のプレートが一度に持ち上げられ、その際、担当者がスイッチを素早く開閉するだけで、プレートを次々と落としていく様子は実に興味深いものです。磁石から最も遠いプレートが、磁石に近いプレートから磁力が抜ける前に落下するように操作するのです。

もう一つ興味深いタイプは、伸縮式アームクレーンです。これは2本の柱の間からアームを伸ばし、何かを掴んでメイン通路に引き戻し、そのまま通路をスムーズに移動させます。

周囲には新しい驚きがいっぱいだ。ここには幅27フィートの鋼板を供給して 1を曲げる巨大な圧延機がある。
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まるで厚手のペストリーのように、厚さ1インチの 金属板を削ったり、50馬力のモーターの指示に従って端をきれいに折り返したりします。そこには、クリケット場の半分の長さの板の表面を削る電動プレートプレーナーがあります。一回のストロークが終わるとすぐにベッドが自動的に反転し、工具が回転して反対側から来る金属に刃先を向けます。すべてが静かに、しかし抗いがたいほどに行われます。

さあ、これらのパンチが効く瞬間をマークしよう 1
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厚さ1インチ以上の鋼板に、2秒に1つのペースで1インチの 穴を開ける。段ボールを切り出す男でさえ、これほど速く正確に作業することはできないだろう。6インチ角の棒を平然と切り裂いたり、鋼鉄製の梁を細かく切り取ったりする丸鋸も、ほとんど同じくらい恐ろしいほどに抵抗力がない。

[88]

あそこにある奇妙な機械は何でしょう？中央のテーブルの周りを円形のレール上を移動する3本の柱があります。各柱は上下に、作業員と4つのスピンドルを動かす電動ドリルを乗せたステージを通過します。ほら！ボイラーシェルを積んだクレーンがやって来ます。プレートは所定の位置にボルトで固定されています。クレーンは荷物を上向きにしてテーブルの上に下ろし、小走りで去っていきます。その間、3人の作業員は12本のドリルが作業の反対側に来るまで柱を回転させます。すると、ブーン！12本のねじれた鋼鉄の先端が、4本ずつ3組に並び、ドリルが上下に並んでボイラープレートに食い込み、重なり合った継ぎ目プレート全体に数学的に正しい間隔で穴を開けます。この作業が終わると、柱はボイラーの周りを移動し、ドリルはまず下端付近、次に上端付近を貫通します。クレーンが戻ってきてシリンダーを掴み、リベット打ちの作業員たちのところへ運びます。作業員たちは油圧プレスで、開けたばかりの穴にリベットを押し込み、その頭部をきれいな半球状に成形するのを待っています。ボイラーが空中を旋回している間は、その大きさは周囲の物に比べると小さく見えますが、もしテーブルの上に定規を置いて測ってみれば、直径20フィート、長さも同じ20フィートあることが分かるでしょう。数か月後には、その内部で炉が燃え上がり、何トンもの蒸気を巨大なシリンダーに送り込み、雄大な船を大西洋横断へと駆り立てるのです。

プロペラシャフトを加工する巨大な旋盤、シリンダーの内側をゆっくりと滑らかにする巨大なボーリング盤、バルブスライドを仕上げるプレーナーなどを通り過ぎ、目を疲れさせながら、客船が最終仕上げを受けている進水台に到着する。そして、 [89]説教じみた言い方をするつもりはない。あの600フィートの浮遊宮殿は、電気で形作られ、打ち抜かれ、切断され、削られ、穴が開けられ、固定された部品の集合体だ。人間はどこに関わっているのか？そう、人間は電流を制御し、それを導き、「こうしろ」と命じ、そしてそれは実行された。それは人間にとって当然の働きではないだろうか？

脚注：

5. 産業界の伝記、S・スマイルズ博士。
6. 産業界の人物伝記
7. 産業界の人物伝記
8. チェンバース百科事典

9.カシエ誌 のAFペッチ氏。

10. カシエの雑誌。

[90]

第4章
携帯用工具
「私「山がムハンマドのところに来ないなら 、ムハンマドが山に行かなければならない」ということわざがある。

これは作業場でも屋外でも同じことが言える。マホメットは道具であり、山はその道具が使われるべき作業である。機械や工学材料の大型化に伴い、半世紀前の方法では多くの場合不十分となる。特に、商業競争によって製造業者がかつて期待していた利益率が大幅に低下した現在ではなおさらである。

例えば、シリンダーの蒸気弁やスクリュープロペラを動かすための偏心カムを保持するキーウェッジを収めるために、片側に溝を切る必要がある大きなシャフトを考えてみましょう。このシャフトの質量は、おそらく20トンにもなります。作業方法の一つとして、シャフトをドリルで溝の両端に穴を開け、その後、プレーナーで中間部分の金属を削り取るという方法があります。これは非常に手間と費用のかかる作業であり、より有用な作業に使えるはずの高価な機械を使用し、貴重な時間を多く費やすことになります。そこで発明家たちは、大型の物体に対しても、大型機械と同等の効率で作業できる携帯型工具を開発しました。 [91]機械を使えば、はるかに短い時間で、しかも大幅にコストを削減できます。例えば、先ほど説明したようなキー溝を大型機械で切削するには丸一日かかるかもしれませんが、現在一般的に使われている軽量で持ち運びやすく、簡単に取り付けられるフライス盤なら、わずか90分で切削できます。

空気圧工具
最もよく知られているのは空気圧ハンマーです。これはシリンダーで構成されており、内部では半インチから6インチのストロークを持つ固体ピストンが動きます。空気は蒸気で駆動する圧縮ポンプからフレキシブルチューブを通して供給されます。ピストンは工具の先端に取り付けられた緩い金属ブロックを叩き、これが実際の打撃を行います。ピストンは長さのほぼ中央で直径が急激に小さくなり、空気が作用して引き抜きストロークを行う肩部ができます。非常にシンプルな空気ポートの配置により、ピストンは独自のバルブとして機能します。ピストンの平面側の面積はピストンロッドがはまる面よりも大きいため、打撃動作は戻り動作よりもはるかに激しくなります。1平方インチあたり数百ポンドの圧力下で、空気圧ハンマーは毎分7,000回以上の打撃を与えます。比較的弱い打撃が連続して素早く行われることで、より少ない回数の強い打撃と同じ効果が得られます。平らなハンマーヘッドの代わりに、リベット打ち用の湾曲したダイス、チッピングノミ、またはコーキングアイロンを使用して、ボイラーの継ぎ目を閉じることができます。

リベッターは、油圧工具の使用が不可能な船舶や橋梁の建設作業に特に役立ちます。熟練した作業員は、リベットの頭を素早く閉じることができます。 [92]助手がそれらを穴に差し込むことができるため、スイングハンマーで閉じるのに必要な時間の半分以下で済むのは間違いない。

さらに効率が良いのは、空気圧式チッパーである。筆者は、この機械が厚さ1/2インチの鋼板の端から、毎分数インチの速度で細長い帯状の金属を切り出すのを見たことがある。素人目には、2ストーン（約12.7kg）にも満たない工具が、このように固い金属を削り取っていくとは信じがたいだろう。ピストンの速度が非常に速いため、重量はわずか数ポンド（約1.3kg）しかないにもかかわらず、その勢いはチゼルを数ミリずつ前進させるのに十分であり、その小さな前進が信じられないほどの速さで次々と繰り返されることで、あっという間に大きな切削量となるのだ。

自動彫刻鑿は、石や大理石に精巧な模様を彫刻するのに適しているため、装飾石工の間で非常に人気があります。

その原理は、別の種類の作業に合わせて改良され、インガソール・サージェントのような打撃式削岩機に見られる。この場合、ピストンと工具は一体型で、ピストンが動作中に叩くタペットによって作動するスライドバルブを介してシリンダー内に空気が送り込まれる。削岩機の中には、ストロークの長さを制御できるものもあり、穴の「進入」中はストロークを短くし、穴が深くなるにつれて徐々に長くすることができる。垂直掘削の場合、ドリルは重りの付いた三脚に取り付けられ、その慣性によって打撃時の衝撃による反動が効果的に緩和される。水平掘削、場合によっては垂直掘削の場合、支持部はトンネルまたは立坑の壁の間に挟まれた柱である。巧妙な工夫として、ドリルを軸を中心にわずかに回転させる溝付きのバーが挙げられる。 [93]2 ストロークごとに間隔を空けることで、詰まるのを防ぎます。ドリルは軽量で簡単に組み立てたり分解したりでき、コンパクトで狭い場所や邪魔にならない場所でも使用できます。また、構造がシンプルなので、作業員に特別な訓練はほとんど必要ありません。空気圧式ドリルやその他の動力ドリルを使用すると、爆薬用の穴を開けるコストは、バールと大ハンマーで「ジャンプ」するコストの 4 分の 1 以下になります。手動方式では、通常 2 人、それ以上の人員が必要です。1 人がドリルを保持、誘導、回転させ、もう 1 人または複数人がハンマーで打撃を加えます。機械は、手作業よりもはるかに速く打撃を加えるため、作業員の数は 1 人、場合によってはその助手 1 人までで済みます。これらの素晴らしい小型機械の金属は非常に耐久性があり、1 回あたりおそらく 0.5 トンの力で 1 日に 36 万回の打撃を数か月間与えても、摩耗しません。あるいは、せいぜい小さな安価な部品を交換するだけで済む場合もある。機械化が手作業に取って代わったことによって文明がどれほど恩恵を受けたかは、トンネル掘削や鉱山採掘の歴史に精通している人なら誰でも十分に理解できるだろう。

空気圧のもう一つの応用例は、機関車のボイラーのステーボルトの端部を切断する装置に見られる。これは直径約15インチのシリンダーで構成されており、そのピストンが1/2インチの棒を切断できる一対の大型ニッパーを作動させる。装置全体の重量はわずか4分の3ハンドレッドウェイトだが、そのパワーは、ハンマーと冷間ノミを使う人間の40倍の速さで、しかもより正確にボルトを切断できるほど強力である。

[94]

次に、機関車の炉を囲む水ジャケットの外殻と内殻を固定している短いボルトを切断する機械がある。ねじ山のある棒に沿ってナットが移動し、その先端にはボルトを引っ掛けるためのフックが付いている。ナットを適切な位置にねじ込み、空気圧シリンダーがフックを数トンの力で引っ張ると、ボルトは容易に切断される。

木材や金属に穴を開けたり、既存の穴を広げたりするための空気圧式ボーリング盤も忘れてはなりません。ボーリング盤のヘッドには、ドリルを回転させるための3つの小さなシリンダーが120°の角度で配置されており、バルブが自動的に開いてピストンの後ろに非常に高い圧力の空気を送り込みます。親指で小さなレバーを動かすだけでドリルが回転し、あとは自動的に作業が行われるというこのドリルの利便性は、大工なら誰でも想像できるでしょう。

次に紹介するのは空気圧式塗装機で、これは香りのスプレーとほぼ同じ原理で動作します。機械塗装が初めて注目を集めたのは1893年、巨大なシカゴ万国博覧会で、天候から保護したり、人目につかないようにする必要のある広大な表面が数多く提供された時でした。手作業に代わる機械の一つについて、 カシエ誌には次のような説明があります。「塗料は霧状にされ、圧縮空気の流れによって作品に噴霧されます。小型の空気圧縮機から、空気はフレキシブルホースを通して塗料タンクに送られます。塗料タンクには気密性の蓋と締め付けネジが備えられています。塗料はポットに収められており、別の色が必要な場合は簡単に取り外して別のポットと交換できます。この配置により、 [95]交換可能な缶は、洗浄を容易にする上でも重要です。容器には半回転式攪拌機が備え付けられており、スピンドルは蓋のグランドパッキンを通り、持ち手につながっています。この持ち手で容器全体を移動できます。コンプレッサーは固定式または据え置き式ですが、単一のエアホースで接続された塗料タンクは作業場所の近くに移動でき、タンクからノズルまでのホースの長さは必要な可動範囲を確保します。底部のバルブからタンクに空気圧が供給され、塗料は内部パイプを通ってタンクからスプレーノズルまでのホースに送られます。ノズルには、もう1本のホースからも空気圧が供給されます。ノズルは実質的に特殊な形状のインジェクターです。ノズルでの塗料の流れは、小さなプラグバルブとスプリングレバーで制御され、作業者は作業中に親指をこのレバーに添え、手を離すと自動的に閉じます。ある色から別の色に変更したり、ニスなどの別の材料を使用したりする必要がある場合は、以前使用していた缶を取り外し、塗料を供給するホース全体に空気、または必要に応じてパラフィンオイルを吹き付けて、完全にきれいになるまで洗浄します。」筆者は、この機械の効率性の例として、30 フィート× 8 フィートのボイラーを 1 時間未満で塗装したこと、また、ある大きな橋梁ヤードで、突出部すべてを含む 70 フィート× 6 フィートの桁を 2 時間で煮沸油でコーティングしたことを挙げています。これは、ブラシを持った人が丸一日かけて行う作業です。この機械は時間を節約するだけでなく、ブラシの跡が全くない表面を作り出し、ブラシでは届きにくい複雑な成形部分にも簡単に届きます。

[96]

空気圧式サンドジェットは、さまざまな用途に使用されます。古い塗料や風化した石材の表面を洗浄したり、ろう付け後の鋳物や鍛造品を磨き上げたりするのに使われます。自転車工場では、自転車フレームの接合部をサンドジェットで研磨している様子が見られます。接合部は、ホーロー加工に出す前に、あらゆる粗さを取り除かなければなりません。筆者は、この文章を書く数日前、ロンドンの汚れを大きなホテルの外壁から取り除くサンドジェットを目にしました。脇道には蒸気機関が忙しく空気を圧縮しており、長いパイプを通して、高い足場の上に設置されたサンドジェットに空気が送られていました。飛び散る砂粒が煤の堆積物をあっという間に洗い流す様子は、大勢の人々の注目を集め、彼らは白くなった石材を仰ぎ見て見ていました。ジェット噴射の特異性は、柔らかい素材よりも硬い素材に対してはるかに効果的であるという点にある。これは、柔らかい素材は弾力性のある表面を持つため、砂の切削力を奪ってしまうからである。

鋳型に砂を押し込むための 空気圧式突き固め機について簡単に触れた後、空気圧式サンドペーパー研磨機について説明しましょう。これは簡単に言うと、表面にサンドペーパーの円盤が付いた回転ディスクで、作業対象物に対して常に平らな状態を保つためのガードの間で回転します。ディスクは毎分数百回転し、接触する木材の繊維質の表面を急速に摩耗させます。粗いサンドペーパーが研磨を終えると、塗装に必要な仕上げを得るために、目の細かい布に交換されます。

[97]

第5章
ペダルレール：歩く蒸気機関車
H新しく敷かれた石の上を走る蒸気ローラーの動きをじっくり観察したことはありますか？もしそうなら、ローラーの前方の石や砂利などが波打つように動いていて、まるでエンジンが果てしなく続く坂を登っているように見えることに気づいたでしょう。ですから、このような機械の機構が非常に頑丈でなければならず、適切なギアによってその動力が増幅される必要があるのも当然です。

もう一度考えてみましょう。鉄製のタイヤを履いた車両が高速で走行中に大きな石に遭遇したらどうなるでしょうか？石が地面にめり込むか、車輪が石を乗り越えるかのどちらかです。どちらの場合も車両に衝撃が加わり、推進力が低下します。でこぼこ道を走るときの疲労感、つまり筋肉と神経の両方の疲労感は、すべてのサイクリストが経験しているのではないでしょうか？

モーターや自転車に関しては、空気入りタイヤの使用により振動の問題は大幅に軽減されました。空気入りタイヤは小さな物体を乗り越え、大きな物体に衝突した際には緩衝材のような性質で衝撃を最小限に抑えます。しかし、それでも大きな動力損失があり、空気入りタイヤの車両でさえ問題を抱えるのであれば、頑丈で唸り声を上げ、弾性のない牽引エンジンはどうなるのでしょうか？ [98]ガタガタと音を立てながら進み、石を砕き、地表を押しつぶしていく。柔らかい地面に遭遇すると、車輪は沈み込む。エンジンの重量を支えるのに十分な接地面積を確保する必要があるからだ。しかし、車輪が地表から6インチ下まで達する頃には、6インチの深さの垂直な土の帯が連続して形成され、前進するたびに絶えず押しつぶされていくことになる。

鉄道機関車やトラックは、どれほど有利な立場にあることでしょう。車輪が金属に接するのはほんのわずか数ミリの点だけなので、走行を妨げるものは何もありません。鉄道と道路の差は非常に大きく、実験によると、鉄道では8～10ポンドの牽引力で1トンを動かすことができるのに対し、通常の有料道路では同じ重量を動かすのに50～100ポンドの牽引力が必要になることが示されています。

この大きな電力の浪費を回避するために、走行するロードロコモティブに走行しながらレールを敷設する手段を与えるための様々な試みがなされてきた。約40年前、ボイデル氏はレールを巻き取る車輪を製作した。レールは車輪の周囲に円周上に六角形のように配置されており、車輪が回転すると常に六角形のいずれかの辺に接地し、その辺自体は地面に平らに接していた。この装置には2つの重大な欠点があった。まず、プレートがガタガタと音を立て、それはマキシム機関銃の発射音に例えられた。次に、この装置は平坦な地面ではかなりうまく機能したが、凹凸のある地面に遭遇すると機能しなかった。例えば、通路にレンガが横たわっている場合、プレートの一端はレンガに、もう一端は [99]後方の地面に荷重がかかり、支えのない中央部には突然の大きな負荷がかかった。さらに、プレートは六角形の角で接続されているため、横方向に傾けることができず、その結果、破損が頻繁に発生した。

近年、JB・ディプロック氏という別の発明家が、大型道路交通に革命をもたらす可能性を秘めた発明を発表しました。現在、実用段階に達し、多くの試験で良好な結果が得られていますが、偉大な発明はどれも一朝一夕に完成するものではないため、完全に完成しているとは言えません。技術者たちは今もなお、この機関車の改良に取り組んでいるのではないでしょうか？

ペドレールと名付けられたこの装置は、足で動くレールを意味します。ディプロック氏は、馬​​の体重に対する牽引力が牽引機関をはるかに上回っていることに気づき、自然からヒントを得て、馬の足の動きを模倣するというアイデアを思いつきました。読者は、これが何年も前に一部の技術者が鉄道機関車を足で動かすのが適切だと考えた、失敗に終わった滑稽な歩行機関車の試みへの回帰だと考えてはいけません。ディプロック氏の装置は、単に推進するだけでなく、歩行もします。つまり、推進力が発揮される瞬間の地面上の位置を選択します。これをより明確にするために、車輪の動きを考えてみましょう。まず、任意の数のスポークが、外側の端で平らなプレートで接続されていると仮定します。各角度を通過するたびに、車輪は次のプレートに倒れ込みます。スポークの数が多いほど、連続する各振動（またはステップ）は少なくなり、したがって、理論上、完璧な車輪は 1 個で [100]その辺の長さは無限に増えすぎて、限りなく短くなっている。

馬には実質的に2つの車輪があり、前脚が1つ、後脚がもう1つです。肩と股関節が車軸を形成し、脚がスポークになります。馬が引っ張ると、地面についている脚は肩で垂直位置を超えて前進し、同時に前進したもう一方の脚がなければ馬は前に倒れてしまいます。一歩ごとに、多面体の車輪が平らな面に倒れる様子が再現され、「硬い高道をハンマーで叩く音」は、馬における金属のガラガラ音に相当するのです。

起伏の多い地面では、馬は車輪付きのトラクターに比べて大きな利点があります。なぜなら、馬は高さの異なる物体の上に足を乗せても牽引力を維持できるからです。車輪ではこれができず、既に述べたように、動力損失が生じます。そこで、発明者は、鉄道の滑らかさと走行の容易さ、そして四足動物の持つ選択性と適応力との間の妥協点として、ペデレールを考案しました。

それでは、足場の機械的な詳細について掘り下げていきましょう。厳密に言えば、足場とは車輪のみを指す用語です。図解は、読者が各部品の動作を理解するのに役立つでしょう。

鉄道では、（a）地面に敷かれた枕木、（b）枕木に取り付けられたレール、（c）レール上を転がる車輪、という構造になっています。ペドレールでは、上から順にこの構造が変わります。地面には、車輪を載せたペド（可動枕木）があり、その上を移動する車両に取り付けられたレールが連続的に滑走します。この原理は、重い家具を移動させるために木製のローラーを敷く人にも利用されています。

[101]

もちろん、歩行器を地面に置いて放置することはできません。歩行器は必ずローラーとレールと一緒に移動させる必要があります。その方法を分かりやすくご説明いたします。

機関車の車軸には、火室の側面と平行な平らな垂直板がしっかりと取り付けられています。その上下の中央には、2本の水平な揺動アームが枢軸で接続されています。これらのアームの両端は、外側に向かって凸状の縁を持つ2本の弓形の棒、すなわちカムで連結されています。強力なバネも揺動アームに取り付けられており、水平位置を維持するように作用します。こうして、両端で上下に揺動できる強力なフレームが完成します。下側のアームは、車軸の全重量を支えるレールです。

回転および可動部分は、数インチ間隔で側面が開いた、大きく平らな円形ケースで構成されています。ケースの円周には、ガイド付きの14個の開口部が設けられており、そこに短いスライド式スポークが14本ずつ挿入されます。これらのスポークは、メインの車軸には一切固定されていません。各スポークは、音叉のような形状をしています。V字型の部分にはローラーホイールがあり、先端には「脚」または「足」が付いています。ケースが回転すると、音叉状のスポークは、いわば上記のフレームの両側に脚を1本ずつ付けて通過します。フレームに接触するのは、各スポークのホイール部分のみです。強力なバネによって、スポークとローラーは通常、ホイールの中心から等距離に保持されます。

ここで述べておくべきことは、このフレームワークの目的は、ローラーが地面に近づくにつれてローラーを外側に押し出し、レールの下に滑り込ませることである。 [102]ご覧のとおり（図3参照）、 フレームは偏心しており、つまり、表面上の各点が車軸中心から異なる距離に位置しています。これは、車軸から地面までの距離が垂直方向よりも斜め方向の方が大きいため、3本のスポークが同時に重量を支えるには、2本のスポークが3本目よりも長く伸びていなければならないという事実に対応するためです。こうして、スポークはフレームによって外側に移動され、ローラーがレールの下に入り込み、レールから外れると徐々に内側に滑り込みます。

読者には、もし「脚」がスポークの端に柔軟性なく取り付けられていたら、地面に斜めに当たってしまい、当然ながらひどく負担がかかることは明らかでしょう。ディプロック氏は、自分の「脚」ができるだけ足に似ていて、平らに着地することを意図していました。そのため、脚に足首、つまり球関節を取り付け、スポーク上であらゆる方向に自由に動けるようにしました。また、このような装置は埃や汚れから保護する必要があるため、発明者は、ロブスターの尾の重なり合った装甲板に似ていることから「甲殻類関節」と呼ばれるものを作りました。非常に薄い輪を思わせるこれらの板は銅製で、ひどく摩耗した場合は低コストで交換できます。上部の弾性スプリングカラーがすべての摩耗を自動的に吸収し、板を無音にします。この細部は、発明者に多大な労力を要しました。最初に作られた関節は6ポンドの費用がかかりました。しかし今では、自動機械のおかげで、どんな数でも1個3シリング6ペンスで生産できるようになった。

脚部について一言。車輪には14個の脚部があります。踏面の直径は11インチで、 [103]ゴム製の8つのセグメントで構成され、各セグメントの間には粘土質の土壌での吸着を防ぐために木の帯が挟まれています。セグメントは、足部の外周にある可鍛鋳鉄製のリングと中央の締め付けコアによって固定されています。これらの摩耗部品は足部本体とは分離されているため、容易かつ安価に交換でき、必要に応じて走行中でも迅速に修理できます。地面と接触する表面は、金属、木材、ゴムの3つの素材で構成されており、いずれも荷重を受けるため、あらゆる種類の道路、あるいは舗装されていない場所でも、最高の接着性と耐摩耗性を発揮する素材の組み合わせとなっています。

図3
図3

動力は機械によって伝達され、 [104]車輪の車軸からケーシングへ、ケーシングからスライド式スポークへと繋がっています。交互に2本または3本の脚が同時に地面に接触するため、接着力は非常に大きく、通常の牽引機関車よりもはるかに強力です。ヘレ・ショー教授は、ペドレール式トラクターに関する報告書の中で次のように述べています。「エンジンの重量は12本もの脚に分散され、それぞれの脚が地面に接触する面積は、硬い路面上の（通常の牽引機関車の）すべての車輪の接地面積を合わせた面積よりもはるかに大きく、おそらく10倍にもなります。柔らかい路面では、車輪とこれらの脚の作用との比較は成り立ちません。ペドレールの各脚の接触は、滑り作用が全くなく、理想的な作業状態に達します。滑ることなく所定の位置に置かれて荷重を支え、滑ることなく再び持ち上げられて路面上の新しい位置へと運ばれるのです。」

足は地面に平らに着地する必要がある。もし足が少しでも横向きに地面にぶつかると「足首を捻挫」してしまうだろうし、そうでなければおそらくボールジョイントが折れてしまうだろう。そこで、足が地面に近づくと回転し、「踏み込み」に適した角度に保持される機構が導入された。特別な図解なしに、これがどのように実現されているかを詳細に説明するのは難しいが、主な特徴は足のスポークのローラーによって作動する摩擦クラッチであるとだけ述べておこう。

傍から見ると、ペドレールが障害物を乗り越えていく様子はほとんど奇妙に映る。筆者は、板の上を移動する小型のペドレールの実動モデルを見せてもらった。 [105]コルクや木片などで覆われていた。車輪の軸はほとんど上方に動かず、実際に障害物を見なければ、その存在を疑っただろう。同じ直径の普通の車輪は、一連のガタガタと跳ね上がりながら障害物を乗り越え、その対比は非常に際立っていた。

図4
図4

手すりの耐荷重能力の極端な例としては、階段を上る場合が挙げられる（図4参照）。 [106]このような場合、車軸の重量を支える3つの「支柱」は同じ高さにはなりません。しかし、フレームは上下の支点を中心に傾くだけなので、これは問題になりません。レールの前端が後端よりも高い位置まで上がり、レールによって後部の支柱が前部の支柱よりもはるかに遠くまで突き出されるため、機関車はローラーの上をてこの原理で傾斜面を登っていくのです。同様に、下降時には前部の支柱が最も遠くまで突き出され、逆の作用が起こります。

可動部品が非常に多いため、すべての部品に十分な潤滑油を塗布しなければ、摩耗がすぐに深刻化してしまう。脚部には、適切な品質の黒鉛グリースを混合したグリースを充填することで、常に適切な潤滑状態が保たれており、長期間にわたって交換するだけで済む。摺動するスポーク、ローラー、摩擦クラッチはすべて、中央のオイルチャンバーから、精巧なオイルチューブシステムを通して潤滑され、すべての可動部品にオイルが循環する。中央のオイルチャンバーは1つのオリフィスからオイルが充填され、長距離走行に十分な量のオイルを保持している。

ここで、ペダルレールそのものから、それが取り付けられる車両へと少し目を向けてみましょう。ここでもまた、斬新な点が見られます。ディプロック氏は、エンジンにおいて、前輪と後輪の両方を駆動輪として使用できるだけでなく、両方とも操舵にも関与するように設計したのです。ご想像のとおり、この革新が完成するまでには多くの困難を克服しなければなりませんでした。しかし、その努力が報われたことは、両車軸が可動式であるおかげで、ダブルステアリングのトラクターが狭いスペースで旋回できることからも明らかです。 [107]出力向上によるもの。もう一つ重要な特徴として、車軸が両方とも垂直に傾くことができるため、左前輪が右前輪よりも高い位置にある場合、左後輪が右後輪よりも低い位置になる可能性がある点が挙げられる。要するに、柔軟性と出力こそがディプロック氏が目指してきた理想である。彼がどれほど成功したかは、専門家の報告から読み取ることができるだろう。ヘレ・ショー教授（FRS）は次のように述べています。「ペドレールは、私が信じるところ、歩行機械の優れた解決策であり、通常の車輪が道路を走る際の主な欠点を解消しつつ、通常の車輪が行ける場所ならどこでも、また行けない多くの場所でも移動できるようにすることができます。同時に、鉄道システムを驚異的な成功に導いた機械的利点も備えています。これは、私が信じるところ、最も困難な機械的問題の1つを解決するものであり、自走式車両に搭載されているか、機械的またはその他の手段で牽引される車両に搭載されているかに関わらず、特定の駆動手段とは全く別に、発明として検討されるに値します。… 弾性接続によって最大の牽引効果が得られるように4つの車輪すべてが同時に駆動される方法は、それ自体がエンジンを一般的な慣習からの非常に価値のある逸脱として特徴づけるのに十分です。これまで、この4つの車輪の駆動は、ステアリングホイールを回すのが難しいことと、ディプロック氏の現在の発明までは、前輪と後輪が互いに作用し合うという欠陥があり、これは発明者が最初のエンジンで最初に経験し、克服した問題だった。

[108]

陸軍省の試験に参加したペダル式トラクター
陸軍省の試験に参加したペダル式トラクター

発明家のJB・ディプロック氏は、グループの左側に立っています。足が地面に近づくにつれて、徐々に水平になっていく様子を観察してください。

1902 年 1 月 8 日、ディプロック氏は、後ろに 2 つの通常の車輪、前に 2 つの足場を備えたエンジンを試運転しました。上記の権威者は試運転に立ち会っており、彼の意見は興味深いものです。「私がすぐに気づいた点は、（1）驚くほど簡単に作動し始めたこと、（2）作動音がほとんどしなかったことです。…私が気づいたもう 1 つは、足と車輪の挙動の違いでした。足は、路面に何の影響も与えないように見えました。拳ほどの大きさの大きな石を進路に投げると、足は石の上を通過する際に単に角度をつけて、石を砕きませんでした。一方、後から来る車輪は必ず石を砕き、さらに路面を歪ませました。

「丘の頂上に着くと、私はペドレールをまず3インチの板の上、次に6インチの板の上、そして最後に9インチの丸太の上を歩かせました…。これらの実験を目撃すると、構造全体が永久に歪んだり歪んだりしていないことがほとんど信じられませんでした。明らかに、それは機構によって許容される遊びの範囲内でした。その証拠として、ディプロック機関車は工場まで歩いて行き、私はその後、エンジニアリング工場の横にある、深さ8インチか10インチの轍があり、急勾配の小道を登るのを目撃しました。この小道はところどころ非常に柔らかい泥で構成されており、車輪が地面をあらゆる方向に押し出すのに対し、ペドレールの脚は硬い轍の角に着地するか、柔らかく弾力のある泥の中を周囲の地面を少しも乱すことなく歩きました…。私は [109]私はその裁判を通して、機械輸送における新時代の幕開けを目撃したという確固たる確信を得た。

ディプロック氏は、ペドレールをそれ自体が目的というよりは、道路交通の発展という目的を達成するための手段と捉えている。最短時間で長距離を移動しなければならない場合、鉄道は依然として有効である。しかし、鉄道が現在よりも効率的に補助的な輸送手段によって支えられ、軽便鉄道を敷設する価値もないような辺境の地方が、交通量の多い地域とより密接に結び付けられない限り、我が国の交通網は満足のいくものではなく、道路から最大限の価値を引き出せていないという認識が広まっている。多くの種類の貨物にとって、輸送速度よりも輸送コストの方が重要である。石炭が鉄道よりも運河で輸送されることが多いという事実が、その証拠である。

ここで、ペドレール式トラクターと、ペドレール式車輪を装着した長い車両列が登場し、走行する道路の路面状態を改善する傾向にある。ディプロック氏は、興味深い著書『一般道路における重量貨物輸送の新システム』の中で、「支線」ルートから「幹線」ルートへ貨物を集荷する計画を提示している。幹線ルートでは、複数の車両が連結され、強力なトラクターによって牽引される。通常の4輪トラックでは、各トラックが前のトラックよりも急な円を描くため、急カーブを曲がるのは難しい。最後のトラックはしばしば歩道に乗り上げようとする。そのため、4輪トラックは、車両の傾きを防ぎながら、車両が [110]曲がる。このように連結された車は、カーブを曲がる際に同じ軌道をたどる。

車の車体は取り外し可能で、標準サイズとなる。それを簡単な馬車に取り付けて畑まで運ぶことができる。そこで農家は収穫物を積み込み、車体がいっぱいになったら道路に戻し、トラクターに取り付けられたクレーンで持ち上げ、台車と車輪に載せて他の車に合流させる。車体を通常の鉄道貨車に3台積める大きさにすることで、容易に鉄道に積み込むことができる。目的地に到着すると、別のトラクターが車体を持ち上げ、車輪に取り付け、消費者の元へ運ぶ。この方法であれば、最初に積み込まれてから市場で販売されるまでの間、商品の「小分け」は不要となる。

もちろん、これらは未来の話です。より現在重要なのは、陸軍省が当初からこの新発明に大きな関心を寄せており、険しい地形や沼地での軍事輸送に役立つと期待されていることです。当局による試験では、有望な結果が得られています。大胆な作家であるH・G・ウェルズ氏は、著書『陸上装甲車』の中で 、このペドレールが戦争で攻撃的な役割を果たす様子を描いています。ペドレールの上に設置された巨大な鋼鉄製の要塞は、重砲や機関銃を満載し、敵が陣地を築いている場所に向かってゆっくりと国中を進んでいきます。要塞は砲弾や銃弾にもびくともしませんが、巨大な歩幅で溝や丘を越える際に、その砲撃は敵に大混乱をもたらし、最終的に敵は無条件降伏を余儀なくされます。

[111]

たとえこのペドレール機関車が破壊兵器の運搬を目的としていないとしても、ボーア戦争における馬の扱いの経験から、それが兵站輸送においていかに重要な役割を果たす可能性があるかは理解できる。既に成し遂げた数々の功績は、荷物列車がしばしば遭遇する険しい地形を走破するのにまさにうってつけの機関車であることを示している。

最後に、より平和的な利用法について述べたいと思います。未開の地が開拓されると、適切な幹線道路が建設されるまでには何年もかかることがよくありますが、組織的な輸送システムは非常に必要とされます。通常の牽引機関車や荷車、あるいは馬でさえもほとんど進入できないような場所でも、足場式トラクターは、ある人が指摘したように「牽引機関車と象の交配種」のような外観を持つ大きな平らな足のおかげで、進歩する文明の最前線で道を切り開くことができるでしょう。

国内においては、歩行者用手すりがサイクリストにとって恐ろしい波状の路面から私たちを解放してくれるのであれば、私たちはそれを歓迎する十分な理由があるだろうし、実際に道路を今よりもさらに滑らかにしてくれるのであれば、それを祝福する理由もあるだろう。

[112]

第6章
内燃機関
石油エンジン ― 生産ガスを使用するエンジン ― 高炉ガスエンジン

私炭素と酸素が化学的に結合する過程には、 熱と呼ばれる現象が伴います。密閉された空間にある液体や気体に熱を加えると、分子が激しく分離し、エネルギーが発生します。

蒸気機関の場合、燃料は石炭（ほぼ純粋な炭素）であり、作動流体は水です。ボイラーで燃料を燃焼させるとガスが発生し、このガスが密閉容器内に入ると、容器の壁にかかる圧力が急速に上昇します。シリンダー内に蒸気分子が入り込むと、互いにできるだけ離れようと抵抗し、ロッドで回転するクランクに接続されたピストンに有効な仕事を与えます。

ここでは、燃料がシリンダー外部、つまりボイラーの下で燃焼し、燃料と作動流体は直接接触しないように分離されていることがわかります。ガスエンジンや油蒸気エンジンでは、燃料は作動流体と接触し、混合されて シリンダー内で燃焼されます。そのため、これらのエンジンは内燃機関と呼ばれます。

少量の火薬が [113]ピストンがほぼ限界まで押し込まれたシリンダー内で、火薬が電気で点火される仕組みだった。木炭は硝石に含まれる酸素と結合して大量のガスを生成する。このガスは点火によって加熱され、瞬時に膨張してピストンを激しく押し出す。

内燃機関の爆発でも、これと非常によく似た現象が起こります。シリンダー内には、炭素、酸素、水素、そして一定量の空気を含むガスが吸入されます。このガスはピストンの内向きの動きによって圧縮され、圧縮によって温度が上昇し、適切なタイミングで点火されます。酸素と炭素が互いに結合して燃焼し、水素の燃焼によって熱が増加します。空気の原子は熱によって膨張し、ピストンに仕事が加えられます。しかし、この爆発は火薬の場合よりもはるかに穏やかです。

近年、内燃機関は急速な進歩を遂げ、かつて蒸気機関が君臨していた多くの分野で蒸気機関を駆逐してきた。道路や鉄道で車両を推進したり、水上で船舶を操縦したり、発電所や製錬所でダイナモを回したり空気ポンプを駆動したりするなど、内燃機関は様々な用途で活躍している。ここに挙げればきりがないほど多くの用途があり、すべてを列挙すれば何ページにも及ぶだろう。

10年前、100馬力の内燃機関は驚異的なものだった。今日では、単一のエンジンで3,000馬力を発生するものが製造されており、数年後にはこの途方もない出力も間違いなくさらに向上するだろう。

[114]

興味深いことに、ライバル関係にあるガスと蒸気のシステムは、それぞれロバート・ストリートとジェームズ・ワットによって同時期に実験されていた。ワットは沸騰水の潜在力の有用な開発にその才能を注ぎ込んだが、ストリートは1794年に、熱した金属表面でテレピン油を気化させて発生する爆発によって作動するエンジンの特許を取得した。このエンジンは、蒸気をシリンダー内の空気と混合し、混合物を爆発させ、その爆発を利用してピストンを動かすものであった。彼の設計とその後の設計では、混合物は別のシリンダーからわずかな圧力でポンプで送り込まれた。1860年、ルノワールはピストンに混合気を吸い込ませるというアイデアを思いつき、別のポンプの必要性をなくした。彼の特許に基づいて製造された多くのエンジンは、現代の基準で判断すると燃料の無駄遣いが多かったものの、長期間使用された。2年後、アルフォンス・ボー・ド・ロシャスは、シリンダーを吸引ポンプとしてだけでなく圧縮機としても利用するというさらなる改良を提案した。圧縮された混合気は、加圧されていない混合気よりもはるかに容易に着火することに気づいたからだ。ロシャスは成功の秘訣を握っていたが、それを実用化することはできなかった。1876年にオットー博士によって発明された「オットーサイクル」は、実際にはロシャスの提案を具体化したものにすぎません。内燃機関の大部分はこの「サイクル」を採用しているため、その正確な意味を次のように述べることができます。

（１）ピストンが外側（すなわちクランク方向）に移動する際に、吸気弁を通して爆発性ガスと空気の混合物がシリンダー内に吸い込まれる。

（２）バルブが閉じ、ピストンが戻って混合気を圧縮する。

[115]

（３）ピストンが２回目の外側への移動を開始すると混合気が燃焼し、「動力」行程となる。

（４）ピストンが再び戻り、爆発した混合気を、３回目のストロークの終わりに開き始めた出口または排気弁を通して排出する。

簡単に言うと、「サイクル」とは、吸入、圧縮、爆発、排出の4つの動作から成り、各サイクル中に1回の衝撃が加えられ、フライホイールが2回転する間に完了します。最初の、2番目の、3番目の動作はいずれもエネルギーを吸収するため、フライホイールは「動力」行程中にピストンが他の3つの動作をすべて完了するのに十分な運動量を蓄えられるだけの重さが必要です。

年々、混合気の圧縮比が高められ、エンジンの回転速度制御方法も改良されてきたため、負荷が常に変化するような作業にも適したものとなっている。シリンダーを2倍、3倍、4倍に増やすことで、駆動はますます安定し、蒸気機関の弾性に限りなく近づいている。

内燃機関の普及がこれほど遅れたのは、前世紀初頭にはその発展に適した環境が整っていなかったためである。照明用ガスはまだ広く普及しておらず、製造されていた石炭ガスも高価だった。アメリカやロシアの巨大な油田もまだ発見されていなかった。しかし、この種の機関に適した燃料がなかった一方で、蒸気機関の燃料である石炭は容易に入手でき、多くの用途には不向きな形態ではあったものの、ボイラーで燃焼させるには有利な形態で存在していた。

今は状況が変わった。ガスは豊富にある。 [116]適切な種類のオイルは1ガロンあたりわずか数ペンスしかかからない。発明家や製造業者はこの機会を捉えた。今日では、内燃機関によって300万馬力以上が継続的に発生している。

蒸気機関がこれほど強力なライバルに遭遇したのは、そのライバルが優れた利点をいくつか持っていたからに他ならない。では、その利点とは何だろうか？まず、蒸気機関で動く工場に入り、そこで目にするものを注意深く観察してみよう。次に、大型のガスエンジンまたは石油エンジンの工場を訪れてみよう。後者の方が多くの点で優れていることがわかるだろう。火起こし係は必要ない。爆発の危険性のあるボイラーもない。熱が少ない。粉塵や汚れが少ない。エンジンが占めるスペースが少ない。高くて高価な煙突から排出しなければならない不快な煙もない。1時間または1日作業を中断しても、火をくべたり引いたりする必要がないため、どちらの場合も無駄が生じることはない。

何よりも、ガスエンジンは効率が良い、あるいは別の言い方をすれば、経済的です。1日に1時間だけ1馬力を使う場合、その1馬力あたりのコストが4ペンスであろうと5ペンスであろうと、それほど大きな違いはありません。しかし、1日中1000馬力が必要な工場では、わずかな差額でも大きな金額になります。したがって、もし経営者が、1シリング分のガスまたは石油が1シリング分の石炭の4分の1の仕事量を生み出し、どちらの燃料も容易に入手できると分かった場合、経済性という点においては、採用するエンジンの種類について迷うことなく決断を下すでしょう。最高の蒸気機関で1ポンドの石炭を燃やしても、その発熱量のわずか10パーセントしか有効な仕事量として得られません。一方、優れた石油エンジンでは、20～25パーセントの有効な仕事量が得られます。 [117]効率は100%程度で、特殊なタイプでは35～40%に達すると言われています。ここで注目すべき点は、蒸気機関は効率を上げるためにできるだけ高温に保つ必要があるのに対し、内燃機関は冷却する必要があるということです。前者の場合、効率向上以外に利点はありません。しかし後者の場合、余剰熱を吸収するためにシリンダーの周囲を循環する水は、建物の暖房や製造工程において価値があります。

総合的に見ると、専門家たちは爆発エンジンが未来の主動力源であるという点で意見が一致している。蒸気機関はすでに開発の限界に近づいているようだ。そのライバルである爆発エンジンは、まだ発展途上ではあるものの、すでに巨大な存在となっている。

内燃機関の中には、石油を燃料としてガスに変換してから空気と混合して混合気を作るものもあれば、照明用の石炭ガス、発電用に特別に製造された「貧弱ガス」、あるいは地中から湧き出る天然ガスを使用するものもある。天然ガスは米国に非常に多く存在し、数百マイルにわたって加圧されたパイプで輸送され、工場や家庭に供給されて機械の動力源、暖房、調理などに利用されている。英国やヨーロッパでは、石油エンジンと石炭ガスエンジンが最も広く利用されてきたが、近年では、かつては空気中に吹き出されて無駄になっていた製錬炉ガスや「発生炉ガス」の利用が製造業者の間で非常に人気を集めている。最新の開発は「吸引式」ガスエンジンで、これは吸気行程中に燃えている燃料を通して蒸気と空気を吸い込むことで、自らガスを生成する。

さまざまなタイプについては、それぞれ別の項目​​で検討します。

（１）石油燃料エンジンに、

[118]

（２）発生ガスエンジン及び吸入ガスエンジン、

（３）高炉ガスエンジン、

最後の2つに関連して使用された設備に関して。

（オートバイに用いられるごく小型のものを除き）すべての爆発エンジンは、燃焼熱の一部を吸収するためにシリンダーの周囲にウォータージャケットを備えています。ウォータージャケットがないと、金属が過熱して適切な潤滑が不可能になり、また圧縮前に吸入されるガスと空気の混合気が過度に膨張してしまうからです。理想的なエンジンは、冷たい混合気を全量吸入し、シリンダー壁から熱を受けず、爆発時にも壁を通して熱が伝わらないようにします。言い換えれば、シリンダーに最適な金属は、熱を全く吸収しない金属です。これが不可能なため、技術者は妥協せざるを得ず、シリンダーが適切に潤滑できる温度に保ちつつ、爆発熱を過剰に吸収するほど冷えすぎないようにする必要があります。

石油エンジン
これらは大きく2つのカテゴリーに分類される。

（a）ガソリンやベンゾリンなどの軽質揮発性鉱物油と植物性アルコールを使用するもの。

（b）灯油（パラフィン油）や灯油を蒸留器から抜き取った後に残る岩油のより密度の高い成分などの重油を使用するもの。アメリカの石油は燃焼油とガソリンが豊富で、ロシアの石油はアスタクティと呼ばれる非常に重い残留物が豊富である。適切な気化装置があれば、あらゆる密度の鉱物油を爆発エンジンで使用できる。

[119]

第一種は自動車や船舶の動力源として非常によく知られているため、ここでは詳しく述べる必要はない。ただし、気化しやすい油を使用するエンジンは、燃料が高価であるため、大きな出力が必要とされる設備には適さないことから、出力は大きくないことに留意すべきである。軽量で始動が容易なため、機関車には採用されている。ガソリンは常温で気化するため、ガソリンの上を空気が通過するだけで、爆発性混合物を形成するのに十分な蒸気を吸収する。現在一般的に使用されている「ジェット」キャブレターは、シリンダーからの吸引力によって混合室に非常に細いノズルからガソリンが送り込まれる際にガソリンを霧化することで、混合気をより確実にする。小型であるため、ガソリンエンジンは大型の石油エンジンやガスエンジンに比べて非常に高速で動作する。つまり、2,000馬力のケルティング製ガソリンエンジンは毎分85回転で最大出力を発揮するのに対し、小型サイクルモーターは毎分2,000～3,000回転で駆動する必要がある。一般的に言えば、サイズが大きくなるにつれて回転速度は低下する。

重油エンジンには、数十種類もの実績のあるタイプが存在する。それらは、以下の動作を実行する方法において異なっている。

1. エンジンへの燃料油の供給。
2. 油を蒸気に変換すること。
3. 電荷の着火。
4. 速度の制御。

これらのエンジンはすべて、オイルが熱によってガスに変換される気化器、つまりチャンバーを備えています。エンジンを始動する際には、このチャンバーを加熱する必要があります。 [120]木材や金属から古い塗料を焼き落とすために住宅塗装業者が使用するランプと原理的に類似した、特別に設計されたランプ。

それでは、上記に挙げた操作について、もう少し詳しく見ていきましょう。

1.燃料供給。燃料は、重力によって、または「オーバーフロー」を防ぐための調整装置を介して、貯蔵タンクから気化器へ移送されるか、小型ポンプによって、または液体を吸い上げるピストンの吸引によって移送されます。エンジンによっては、空気とガスが単一のバルブを通してシリンダーに入るものもあれば、別々のバルブを通して入るものもあります。

2.気化。既に述べたように、エンジンを始動するには気化室を加熱する必要があります。エンジンの設計上、気化室の壁面に各爆発から十分な熱が蓄積され、次の動力行程のために混合気を気化させることができれば、作業が開始された後はランプを取り外すことができます。クロスリーエンジンはランプが常時点灯していますが、ホーンズビー・アクロイドエンジンはシリンダーに開口する気化室に爆発からの熱を蓄積する方式を採用しています。最も優れた設計は、この2つの方式にほぼ均等に分かれています。

3.圧縮された混合気の着火は、次の 4 つの方法のいずれかによって行われます。圧縮行程の終わりに、シリンダーから突き出た閉じたチューブに混合気を接触させ、そのチューブを連続的に燃焼するランプで外部から加熱する方法。燃焼室の一部 (つまり、ピストンが掃引しないシリンダーの部分) に蓄えられた熱を利用する方法。電気火花を利用する方法。または、圧縮熱のみを利用する方法。2 番目と 3 番目の方法は、比較的少数のメーカーに限られています。 [121]ディーゼルエンジン（これについては後ほど詳しく説明する）は、第4の独占権を有している。

4.調速。製材所や複数のモーターに接続された発電所など、断続的な作業を行う機械を回転させるすべてのエンジンは、オーバーランしないように細心の注意を払わなければなりません。全出力で燃料を満タンに供給しているエンジンで、ベルトが突然外れて「暴走」した場合の影響を想像してみてください。フライホイールの破裂は、その結果のほんの一例にすぎません。蒸気機関は、ボール調速機の遠心作用によって容易に制御できます。速度が増加すると、ボールが徐々に広がり、蒸気供給管のバルブに接続されたレバーが持ち上がります。蒸気は弾性があるため、少量をシリンダーに供給すれば有用な仕事を行うことができます。しかし、内燃機関では、混合気の供給を同様に絞ると、問題が生じます。なぜなら、量の減少は圧縮の減少と着火不良を意味するからです。そのため、多くの石油エンジンは、回転速度が一定の限界を超えると、オイルポンプを一時的に停止させるか、排気弁を持ち上げてピストンの動きによる吸入を起こさないようにすることで、オイル供給を完全に遮断する装置によって制御されている。これは「ヒットアンドミス」方式と呼ばれる。

採用される手段はエンジンの設計によって異なり、一般的に使用される装置はすべて目的を達成するものの、どれも完璧ではないと言わざるを得ません。これは発明家の創意工夫の欠如というよりも、むしろ内燃機関の性質によるものです。最も安定した運転は恐らく次の方法で実現されます。 [122]スロットル制御は、供給量を減らすことで行われます。自動車では、この方法によって、いわゆる「断続的」な排気バルブ制御は事実上廃止されました。しかし、定置式エンジンでは、エンジンから要求される仕事量に反比例して混合気から爆発性ガスを奪うことで速度を制御するのが一般的です。

ディーゼルエンジン、
いくつかの特有の特徴があるため、別個に扱われます。1901年に専門家は「このエンジンは商業的に成功していない」と書いています。しかし、発明者のルドルフ・ディーゼル氏は、その並外れた経済性により、液体燃料を使用するエンジンの中で、この原動機を高い評価に導きました。製造元は、多くの試験の結果、使用する原油（バルクで1ガロンあたり約2ペンス）で、このエンジンは1時間あたり1馬力を10分の1ペニーで発生させることができると主張しています。したがって、100馬力のエンジンを1日10時間稼働させた場合の1日の燃料費は8シリング4ペンスになります。ディーゼルエンジンと競合するには、蒸気機関は400馬力以上の最高級の3段膨張式でなければならず、1馬力あたり1時間あたりわずか 1
3
4
1トンあたり9シリングで、石炭1ポンドを消費する。このような好条件で稼働する大型蒸気機関はごくわずかで、小型の機関では「馬力時」あたり3～4ポンドの石炭が消費される。

ディーゼルエンジンは、他の内燃機関とは以下の点で異なります。

1. 非常に高い圧縮率で動作します。
2. 点火は自然発生的であり、これは混合気の高圧縮のみに起因する。

[123]

3. 燃料は、動力行程が始まるまでシリンダー内に供給されず、微細な噴霧状で供給される。
4. 燃料の燃焼速度がはるかに遅いため、ピストンにより連続的で弾力的な推進力が加わります。

このエンジンは、一般的なオットーサイクルで動作する。始動するには、別の容器に圧縮された空気をシリンダー内に注入する。ピストンが飛び出し、戻る際に空気を1平方インチあたり約500ポンドまで圧縮し、白熱させる。[11]ピストンが再び動き出すと同時に、シリンダーヘッドのバルブが開き、シリンダー内の圧力より1平方インチあたり100ポンド高い圧力に圧縮された空気によって、粉末状のオイルが噴射される。蒸気は熱い空気と接触して燃焼するが、燃焼速度は比較的遅い。ストローク中のシリンダー内の圧力は、他のエンジンに比べてはるかに緩やかに低下する。調速は、シリンダーに供給されるオイルの量を調整することによって行われる。

[124]

高圧縮にもかかわらず、このエンジンは振動が非常に少ない。筆者は、ピストンが毎分500回往復運動しているシリンダーの上部に、1セント硬貨が縁を立てて微動だにしないのを目撃した。

生産者ガスによって稼働するエンジン
これらのエンジンは、「発生器」と呼ばれる装置で生成された特殊なガスによって作動します。密閉された炉内で白熱した炭素に空気が強制的に通過すると、酸素が炭素と結合して炭酸ガスが生成されます。このガスは化学的にはCO₂として知られています。これは、ガスの各分子が炭素原子1個と酸素原子2個から構成されているためです。このガスは燃焼生成物であるため、燃焼（つまり、さらに酸素と結合）することはできませんが、燃えているコークス、石炭、またはその他の燃料を通過する際に、各分子に炭素原子を1つずつ取り込み、C₂O₂、つまり2 CO、すなわち一酸化炭素が生成されます。このガスは、再び酸素と結合して炭酸ガスを生成するため、直火の上で非常に淡い青色の炎を上げて燃えているのが見られます。

一酸化炭素は暖房剤として有用であり、空気と混合すると爆発性混合物を形成する。

炉に送り込まれる空気に一定量の水蒸気が混ざると、さらに化学反応が起こります。水蒸気中の酸素は炭素と結合して一酸化炭素を生成し、水素を放出します。この水素は燃焼時に酸素と結合すると激しい熱を発生します。したがって、炉から一酸化炭素と水素を取り出すことができれば、燃焼時にエンジンのシリンダー内で大きな熱を発生させる混合気を得ることができるのです。

[125]

1878年、エマーソン・ドーソン氏は発電所に適したガスを製造する装置を発明した。このガスは「生成ガス」または「貧ガス」と呼ばれ、後者の名称は石炭や他のガスに比べて水素含有量が少ないことを示している。水素は爆薬の成分としては望ましいが、圧縮時に混合物が危険なほど可燃性になり、ピストンが圧縮行程を終える前に自然発火する可能性があるため、その割合は大きくてはならない。水素を非常に多く含み、同様の方法で製造される水性ガスは、そのため内燃機関には適さない。

生産装置には多くの種類がありますが、大きく分けて圧力式と吸引式の2種類に分類されます。

圧力発生器は、以下の主要部品で構成されています。

発電機は、上部から気密トラップを通して燃料が供給される垂直炉で、下部は底部が水に浸されているため外部の大気から遮断されています。バーから水中に落ちた燃料や灰は、通風を損なうことなく取り除くことができます。空気と蒸気が発電機に送り込まれ、既に説明した化学反応を起こしながら燃料の中を上昇します。ガスはその後、水ジャケットで覆われた冷却器に流れ込み、そこで水が循環し、さらにスクラバーへと進みます。スクラバーでは、ガスは頭上のジェットから滴り落ちる水で満たされたコークスの中を上昇しなければなりません。水はあらゆる種類の不純物を収集し、ガスはガスホルダーに貯蔵するか、エンジンですぐに使用できるようになります。

このように燃焼させた無煙炭1ポンドは、1時間で1馬力を発生させるのに十分な量のガスを生成する。

[126]

吸引式ガスエンジン。―このエンジンでは、エンジンの直近の運転に必要な量以上のガスは貯蔵されません。実際、エンジン自体が吸引行程中に、非常に小さな炉、冷却器、スクラバーを通して空気と蒸気をシリンダーに直接吸い込みます。そのため、炉には外部からの圧力ではなく、内部からの吸引によって空気と水が供給されるため、「吸引式」と呼ばれます。現在、吸引式ガスエンジンは船舶用に製造されています。なぜなら、この方法で消費される燃料1ポンドは、蒸気ボイラーで燃焼させた場合よりも船舶を遠くまで航行させることができるからです。おそらく20年後の大型客船には、現在使用されている3段膨張式および4段膨張式蒸気機関の代わりに、このようなエンジンが搭載されるでしょう。

高炉ガスエンジン
鉄鋼高炉は、構造と動作において、発生炉のガスプラントの発電機と非常によく似ている。高炉の上部にあるホッパーを通して、鉱石、石炭またはコークス、石灰石が層状に投入される。底部からは、炉から発生する一酸化炭素ガスによって高温に加熱された耐火レンガ製の炉を通過する空気が吹き込まれる。炉が十分に加熱されると、ガスの供給が遮断され、巨大な送風機を駆動するための動力源となる機関室へと切り替えられる。

炉を通る空気は乾燥しているため、このガスには実質的に水素は含まれていませんが、高圧に耐えることができるため、大型エンジンでの使用に非常に適しています。以前は、炉からのガスはすべて大気中に排出され、完全に無駄になっていました。 [127]当初は炉への強制通風を加熱するために利用され、次にボイラーの燃料として、そして最後にBH・スウェイト氏の提案により、送風用の内燃機関の動力源として利用されました。このように、現在では世界最大のガスエンジンが、ガスが最も多く生成される場所に設置されており、興味深い循環が生まれています。エンジンが空気を送り込み、その空気が炉に吹き込み、鉱石から鉄を溶かし出します。炉がガスを生成し、そのガスが空気を加熱したり、エンジンを動かしてさらに空気を送り込むのです。このように、エンジンと炉は互いに助け合い、一方にすべての負担がかかることはありません。

数年前、この方法が初めて導入されたとき、炉から出るガスに混入した粉塵によってエンジンが損傷しました。しかし、BH スウェイト氏は有害物質を分離する手段を完成させ、高炉ガスはイギリスと大陸で広く使用されるようになりました。過去数十年間、製鉄所で無駄になっていた動力の量をある程度把握するには、1900 年に行われた実験後のヒューバート教授の報告書が参考になります。教授は、大型エンジンは有効馬力時あたり平均 100 立方フィート以上の高炉ガスを使用しないと述べています。これは、ボイラーや最新の優れた凝縮式蒸気機関で同じ動力を発生させるのに必要なガスの消費量の 4 分の 1 以下です。したがって、送風機を高炉で発生するガスで動かせば、高炉から得られる動力の余剰は膨大であり、ガスを適切に浄化すれば余剰をさらに増やすことができます。通常のクリーブランド製 [128]高炉では、ストーブ用のガス、昇降機やポンプなどの動力、必要な送風機を稼働させるためのガスを十分に考慮しても、少なくとも1,500馬力の余剰があります。したがって、ガスを洗浄して節約し、ガスエンジンで必要な動力を発生させることで、どの炉の所有者も、製鉄所やその他の工場で使用したり、電気などの形で販売したりするための非常に大きな余剰動力を得ることができます。

しかし、かつてはこれらすべてのガスが、そよ風が指先を温めるために放出されていたのだ！ある観察眼の鋭い作家が記録しているように、送風機用のガスを製造するために高炉の近くに特別な工場が建設される光景は、水力発電のために水を丘の上まで汲み上げる様子を彷彿とさせる！

ミドルズブラのウェストガース・アンド・リチャードソン社、ベルギーのセランにあるジョン・コッカリル社、そしてニューヨークのデ・ラ・ヴェルニュ社は、それぞれ最大3,750馬力にも及ぶ世界最大級のガスエンジンの主要メーカーである。直径30フィート（約9メートル）のフライホイールを備え、人が直立できるほどの広さのシリンダーを持つこれらの巨大な機械は、炉の送風機を動かしたり、発電機を駆動したりする。前述のメーカーの工場では、これらのエンジンが鉄鋼の製造や、巨大な機械を製造するための機械の稼働に役立っている。

巨大ガスエンジン
巨大ガスエンジン

ニューヨーク市のデ・ラ・ヴェルニュ社がラッカワナ製鉄所の高炉の送風用に製造した、出力2,000馬力のケルティング式ガスエンジン16基のうちの5基。この製鉄所のガスエンジン設備は世界最大規模である。左側の男性に注目してほしい。

産業の「副産物」のこのような利用は注目に値するが、類似例もある。かつては役に立たないものとして捨てられていた炉滓は、今では貴重な肥料として認識されているか、レンガ、タイル、セメント、その他の建築材料に加工されている。また、石炭ガス精製装置からの旧廃棄物も、 [129]アニリン染料、クレオソート、サッカリン、アンモニア、そして油類。廃棄物が存在しない幸福な時代が、まさに目前に迫っているように思える。それなのに、いまだにガスを照明燃料として燃やしているのは不思議なことだ。同じガスをエンジンの動力源として利用すれば、白熱灯に電力を供給する電流という形で、より大きな照明力を得ることができるのだから。

脚注：

11.空気が圧縮によって燃焼点まで加熱されるという事実は、中国では古くから知られていた。『黄金の砂の川』の中で、ギル船長は次のように書いている。「原住民は圧縮空気で火を起こす装置を持っている。その装置は木製の円筒 2
1
2
長さインチ、
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直径1インチの筒です。片方の端は閉じられており、内径は太い羽根ペンほどの大きさです。この内径に、上部に大きな平たい突起が付いた気密ピストンがはめ込まれます。ピストンのもう一方の端はわずかにくり抜かれており、その上に小さな火口が置かれます。筒を片手で持ち、ピストンを挿入して半分ほど押し込みます。次に、手のひらで突起の上部を強く叩きます。同時に突起を閉じ、ピストンを素早く引き抜くと、火口に火がつきます。空気の圧縮によって火口に火をつけるのに十分な熱が発生しますが、ピストンを素早く引き抜かないと火は消えてしまいます。私は何度も試しましたが、火をつけようとしても無駄な努力で混乱するばかりでした。原住民は火を恋しがることがないのです。

[130]

第七章
自動車
モーターバス ― 鉄道用電動車両

T自動車の発展は驚異的だった。1896年初頭、道路で見かけた機械式の乗り物は、赤い旗を持った人が先導する牽引機関車、蒸気ローラー、そして町では数台の路面電車だけだった。今日では、自動車は至る所で見かけられ、街の交通を縫うように走り抜けたり、田舎道や路地で埃を巻き上げたり、商品を積んで一定の速度でゆっくりと進んだりしている。

純粋なスピードマシンとして、自動車は事実上限界に達している。わずか1トンの車体に100馬力以上のエンジンを搭載したことで、特別に整備された特に適したコースでは、1分間に2マイル（約3.2キロメートル）という記録的な走行速度を達成した。このような怪物のような車は、急な坂道でも時速80マイル（約129キロメートル）近い速度で疾走する。

レーシングカーの次に来るのはツーリングカーで、よりパワフルなタイプでは平地で時速60マイルのエンジンを搭載し、静かな旅を目的とした車でははるかに低い速度で走行し、維持費に多額の費用をかけたくない人向けです。この時代の贅沢は自動車のデザインに浸透し、豪華絢爛な車が誕生しました。 [131]鉄道の豪華で快適なプルマン客車は、寝食設備を備えたモーターキャラバンに匹敵する存在を見出した。都会の住人が風雨を遮る電動ランドーレットでゆったりと旅をする一方で、旅行者は2000ギニーの高級車に身を包み、窓の後ろでくつろぎながら世界の道を探索することができる。この車には、技師と車両製造職人が最高の技術を注ぎ込んでいるのだ。

かつて自動車に対して向けられた、信頼性の低さという批判は、メーカー各社が設計や細部に至るまで大幅な改良を重ねてきたおかげで、急速にその影響力を失いつつある。自動車産業には輝かしい未来が待っており、その魅力は発明家や技術者を惹きつけるほどだ。毎週のように、自動車の部品、タイヤ、ホイール、エンジンなどの改良を目指す装置に関する特許が数多く取得されている。あらゆるグレードの自動車に標準規格が確立されるまで、こうしたアイデアの絶え間ない流れは続くだろう。その量こそが、自動車産業の活力の最も顕著な証拠である。

自動車の用途は数え切れないほどある。鉄道では、自動車が地域交通を担っている。道路では、乗合バスの台数が着実に増加している。あらゆる種類の商人や商品の流通に関わる人々は、ガソリンや蒸気で動く自動車やトラックが、馬による牽引に比べて非常に大きな利点を持っていることに気づいている。郵便当局は自動車郵便車を採用した。陸軍省は、輸送上の困難を解決するために自動車に期待を寄せている。要するに、「自動車時代」が到来したのだ。 [132]これは「鉄道時代」に比べて、かつて「馬時代」が果たした役割とほぼ同じ役割を果たすことになるでしょう。この変化の最終的な影響については推測するしかありませんが、自動車が利用されるあらゆる場所で移動が大幅に加速していることから、多くの社会制度が革命的な変化を遂げようとしていることは既に明らかです。1930年代に蒸気バスに対する断固たる反対がなければ、私たちは今日、全く異なる生活を送っていたに違いありません。人口は巨大な都市に集中するのではなく、国中に広く分散していたでしょう。多くの鉄道は建設されずに残っていたでしょうが、自動車の高速走行のために専用線路が建設されていたため、道路ははるかに良好な状態に保たれていたでしょう。現在発展途上にある国を見れば、あらゆる場所に通じる道路が、自動車と組み合わさることで、文明社会のニーズを満たすために非常に細かい網目状のネットワークでなければならない高価な鉄道網を、最終的には置き換えるか、少なくとも不要にすることが分かります。

わずか数ページでは、遍在する自動車が占める分野のほんの一部さえも網羅することは不可能であり、したがって、その機構の製造工程をざっと概観し、私たちの生活様式を最も大きく変える可能性を秘めた技術開発について少しだけ触れるにとどめざるを得ない。

まず、世界最大級の自動車工場の一つ、ディオン＆ブートン社の工場を見学することから始めましょう。彼らの名前は、現代の自動車の歴史と切り離すことはできません。彼らは、この巨大ビジネスの起源、隆盛、発展について語る上で、正当な評価を受けるに値するでしょう。 [133]彼らが築き上げてきたものは、モーター、特にガソリンモーターが、最も粗雑な形態から現在の比較的完成された状態に至るまでのすべての段階を、概略的に説明するものである。

アルベール・ド・ディオン伯爵は、若い頃は機械にはほとんど関心がなかった。むしろ、当時流行していた決闘に興じ、そこで名を馳せたようである。しかし、彼はそのような無益なことに人生を費やすような人物ではなかった。ある日、パリの並木道を歩いていると、新年の贈り物の中に並べられた小さなゼンマイ仕掛けの馬車に目を奪われた。この瞬間は、彼の発明家としての才能が発揮される場を見つけたという意味で、大きな転機となった。彼は、「なぜ本物の自動車を、もっと優れた動力源で動かすことができないのだろうか？」と考えた。調べてみると、ブートンという職人がその車を製作したことを知った。そこで伯爵は、その職人を探し出し、彼と共に、今や人生の目標となった問題の解決に取り組んだ。こうして、世界中の何千ものエンジンに「ディオン・ブートン」という名前が刻まれているのである。

パートナーたちは、パリのマラコフ通りにある小さな工房で製造した蒸気機関とガソリンエンジンを搭載した三輪車で最初の成功を収めた。その後、工場はピュトーに移転し、そこはその後世界有数の自動車産業の中心地へと発展した。さらに2度の移転を経て、現在はケ・ナショナルに拠点を構えている。ここでは約3,000人が、世界の自動車需要を満たすために働いている。さあ、巨大な建物群の中に入り、彼らの働く様子を見てみよう。

[134]

製図室は工場の頭脳です。その壁の中で、熟練した製図技師たちが新しいアイデアを具体的な形にしていきます。図面は模型製作工場に送られ、そこでまず木材で部品が作られます。工場には数十台の大きな作業台、丸鋸、そしてカンナ盤があり、そのうちの1台は回転ドラムに複数のカンナが取り付けられた機械で、毎分数千回転し、まるで粘土を削るかのように硬い木材の粗い表面を削り取っていきます。これらの木材は切断、カンナがけ、旋盤加工を経て、卓越した技術を持つ職人たちの手に渡ります。彼らは定規、ノギス、鑿を使って、目の前の図面に基づいて円筒形やその他の部品を驚くべき忍耐力と正確さで形作っていきます。

原型が完成したら、次のステップは同じ原型から粘土型を作り、上部に穴を開けてそこに溶融金属を流し込む。その鋳造所は、けばけばしいレンブラント風の絵のように実に絵になる光景だ。「あたり一面真っ黒だ。床も壁も屋根も黒く、鋳造工たちは粗布をまとい灰をかぶった、身なりを整えていない懺悔者のように見える。建物の端にはレンガ造りの高台があり、暗闇の中でよく見ると、上部にいくつもの蓋が並んでいるのがわかる。あちこちに巨大な鉄製の柄杓がバケツのように散乱している。監督の合図で、男がレンガ造りの高台に上がり、蓋を取り外すと、強烈な白い光の柱が上空に突き上げる。それはまるで火山の噴火口から開いた穴のように、地底から湧き上がってくるかのような印象を与える。男はその開口部にまたがり、長い棒の先に柄杓を落とし、そしてそれを引き上げる。」 [135]再び麦わら色の輝く液体で満たされた彼は、足元にこぼれることを想像するだけで身震いするほど近くにいて、溶けた金属を大きな柄杓に注ぎ込む。その柄杓は二人の男に渡され、彼らはその液体を鋳型に流し込む。この作業は見た目以上に難しく、鋳物工場で重大な問題となる気泡や欠陥を避けるように鋳型に流し込むには、多くの練習が必要となる。

隣接する表面硬化処理部門には、前面がスライドする巨大な炉が6基あります。その中には、鍛造または機械加工された部品がセットされ、木炭で覆われた状態で高温にさらされます。これにより、金属の表面が高温で炭素を吸収し、非常に強靭になります。自動車のすべてのシャフト、ギア、その他の可動部品はこの処理を受け、使用する金属の重量を大幅に削減し、耐摩耗性を大幅に向上させることができます。「炭化」処理後、材料は一定の温度（高温の金属の色で判断）の水に浸漬して焼き戻しされます。

次に旋削工場に移ります。ここでは、偏心軸上で高速回転する研削ディスクによってシリンダーの穴あけ加工が行われます。このディスクは回転するシリンダー内を徐々に進んでいきます。穴は完全に円筒形でなければならず、また標準サイズでなければならないため、この作業では1万分の1インチという極めて高い精度が求められます。標準ピストンであればどれでもぴったりと嵌合するからです。穴あけ加工、あるいは研削加工の後、シリンダーの壁面は高度に研磨され、製品はテストの準備が整います。この作業を任された作業員は、シリンダーをピストンとピストンの間に挿入して、両端を密閉します。 [136]油圧プレスのプレートと、必要な圧力まで水を送り込むポンプ。わずかなひび割れ、隙間、穴でも水が入り込み、その部品は廃棄処分となる。

「モータールーム」には、仕上げを待つシリンダー、クランクケース、ギアが多数並んでいます。ここでは、穴あけ加工されたシリンダーの外側をやすりで仕上げ、金型によって残った跡や粗い突起を取り除きます。アルミニウム製のクランクケースは、熟練の職人が手作業で、2つの部品がはめ込まれる部分の縁を、見事な技術と精度で削り取ります。その後、縁を滑らかに研磨し、部品同士が正確に嵌め合わされたら、ボルトで接続する穴を、ドリルを順番に各穴に当てて穴あけする専用機で開けていきます。

シリンダーが経る様々な工程を見た後、私たちは別の工場へと進みます。そこには、様々なモーター部品が仕上げられている作業台がずらりと並んでいます。どんなに小さな部品でも、極めて重要視されています。なぜなら、たとえ小さなピンが1本でも故障すれば、大型車でも動かなくなってしまう可能性があるからです。私たちは、ある男性がポンプディスクを標準テンプレートに照らし合わせて、その絶対的な精度を証明しているのを目にします。すぐそばでは、別の男性がフライホイールを仕上げており、バランスを正すために金属片を削り取っています。私たちは、工作機械が人間の手と目を完全に代替することはできないことを理解します。職人たちは、やすりでごく微量の物質を削り取りますが、その削り取りは取るに足らないように見えるかもしれません。しかし、「間違った場所に物質がある」ことが、多くの故障の原因となるのです。

当然、鋳造されたエンジンは [137]同じ型紙を使用し、同じ機械で加工し、同じ職人が仕上げれば、結果は同じになるはずだ。しかし、同じメーカーの自転車でも2台で走行性能が異なるように、同じ種類のエンジンでも個体差が生じる。そのため、モーターは試験室に持ち込まれ、40台ずつ2列のベンチにボルトで固定される。ここでモーターは長時間稼働し、耳をつんざくような騒音を発しながら、すべての部品が「スムーズに」動作するようになるまで調整される。エンジンの出力は、ダイナモに接続し、一定の速度で発生する電流値を測定することでテストされる。

私たちは、蓄電池や点火プラグ、その他自動車の電気系統の部品が製造される部門や、強力な顕微鏡と驚くほど精密な天秤を用いて化学者が新合金の実験結果を精査する研究室に、しばらく滞在するかもしれません。しかし、私たちが立ち止まるのは、金属の靭性を確かめるために金属を伸ばしたり押しつぶしたりする強力な機械だけです。実験には一切の手抜きがありません。試験管をじっと見つめる化学者は、鋳造工や旋盤工と同じくらい、自動車の製造において重要な役割を果たしているのです。

本書の前の章で紹介した工具の中でも、機械工場はまさに実例と言えるでしょう。「巨大な平削り機が銅棒の上を往復しています。クランクシャフトは、厚い鋼板に間隔を詰めて穴を開けることで、鋼板の両側から削り出され、縁が多数の半円で構成された粗削りのシャフトが残ります。シャフトは旋盤でゆっくりと回転し、工具が金属片を削り取ってシャフトを円形に削り取るにつれて、小さな煙が立ち上ります。」 [138]高速工具鋼を使用した他の機械では、ギアシャフトの仕上げ加工が行われています。フライホイールが回転され、ウォームシャフトが切削されています。これらの骨の折れる作業はすべて機械によって行われ、それぞれの機械は一人の作業員によって制御され、作業員は必要に応じて機械を停止したり、材料を調整したりする準備ができています。重機とは対照的に、ギャラリーに集められた軽量の自動工具を見てみましょう。動く塊に目がくらみますが、プーリーシャフトの回転とキャプスタン旋盤のクリック音は耳に心地よく、機械によって労働力を削減する人間の創意工夫に心が大きく感銘を受けます。これらの機械は6台ほどあり、材料を供給すること以外に何もする必要はありません。鋼鉄の棒が機械にセットされ、6種類もの異なる工具を備えた旋回装置が、厚い油に浸された棒の端に次々と工具を差し込み、棒は素早く回転、穴あけ、成形されて、キャップ、ナット、ボルト、その他自動車の組み立てに必要な無数の小さな付属品となる。機械の維持管理と運転に必要な資本金以外にはほとんど費用がかからず、この作業すべてが機械的かつ体系的に行われているのを見ると、この省力化機構なしに自動車産業がどうやって成り立っているのか不思議に思う。いずれにせよ、これらの小さな部品をすべて手作業で製造しなければならないとしたら、たとえ裕福な購入者以外には手の届かないほど高額にはならなかったとしても、自動車の価格は間違いなく現在よりもかなり高額になるだろう。ギャラリーの一方の側では、 [139]機械は非常に高い精度で歯車を切削するため、ギャラリーの端にある作業台のピン上で一緒に回転させてテストしても、不良品が見つかることは極めて稀です。この自動工具設備は、自動車工場、いや、あらゆる機械工場の中でも最大級の規模を誇り、それぞれの機械は特定の作業分野における効率性を考慮して慎重に選定されているため、アメリカ、イギリス、フランス、ドイツ製の機械が並んでいます。

組立工場では、多数の部品が組み立てられ、車のシャーシ、つまり機械的な車体が形成されます。そして、別の工場で、乗客を収容するための車体が取り付けられます。車体は、構造上の弱点がないかを確認するための試運転の後、塗装と丁寧なニス塗りが施されます。こうして、車は販売準備が整います。

高性能車が耐えなければならない騒音や、可動部品の高速回転を考えると、なぜそれらの部品がこれほどまでに慎重かつ精密に作られなければならないのか、そしてその丁寧さが完成品の価格にどれほど影響を与えるのかが理解できるだろう。良い時計を作るのは簡単だが、良いエンジンを作るのは難しいと言われている。どちらも同じくらいの正確さと技術を必要とするが、後者はそれに比べてはるかに大きな摩耗に耐えなければならないからだ。一流メーカーの名を冠した最高級車を見ると、世界が誇る最も素晴らしい機械の一つを目の当たりにすることになる。

私たちは、ド・ディオン・ブートン工場を、人間的な要素にさらに目を向けずに去るわけにはいきません。 [140]同社は閑散期がなく、年間を通して同じ人数の従業員を雇用できる。従業員の大多数が長年勤めていることを誇りとしており、その結果、安定していて信頼でき、何よりも担当業務に熟練した熟練労働者集団を擁している。従業員は男性2,600名以上、女性約100名で、女性は主に点火プラグの製造部門や夜間勤務のない他の部門で働いている。彼女たちの多くは、かつて勤めていた労働者の妻や未亡人であり、このように雇用を提供することで、同社は本来なら職を失うであろう人々に生活の糧を提供すると同時に、従業員からの感謝も得ている。

注：著者は、本書の執筆にあたり、同社の作品に関する資料を提供してくださったド・ディオン＝ブートン社に深く感謝いたします。

モーターオムニバス
1896年に自動車が道路を走るようになる以前は、企業が機械動力で走る路面電車を町中で運行することが許可されていた。蒸気路面電車は、エンジンが暴れ馬の視界から隠されるようにケースで覆われており、1台または複数台の車両を牽引しながら、街路を喘ぎながら行き来していた。その後、電気路面電車がアメリカから伝わり、速度、臭いや煙の少なさ、静音性において蒸気路面電車よりも優れていることがすぐに明らかになった。一般的に採用されたシステムは、1887年にフランク・J・スプラーグによって発明されたもので、支柱に支えられた、または電線から吊り下げられた架線が路面電車の動力源となっていた。 [141]線路を横断する電流は、車両から突き出たトロリーアームに流れ込む。戻り電流はレールを通って流れる。レールは、個々の部材が溶接されるか、金属片で接合されることで電気的に連続している。

アメリカでは、広い道路と急速に発展する都市が一般的であるため、電気路面電車は非常に有用な役割を果たしており、その有用性を証明する最良の証拠は、線路の総延長である。1902年の統計によると、1890年以降、線路の総延長は1,261マイルから21,920マイルに増加し、乗客数は2,023,010,202人から4,813,466,001人に増加、つまり137.94パーセント増加した。興味深いことに、路面電車に関しては、電気は米国で蒸気機関や動物牽引をほぼ完全に駆逐しており、かつて動物牽引で運行されていた5,661マイルは259マイルにまで減少し、蒸気機関はわずか169マイルの線路しか残っていない。

牽引用電力の利用国として、米国に次いでドイツが2位につけていますが、線路総延長は約6,000マイルと非常に遅れをとっています。3位は英国で約3,000マイルです。鉄道網がこれほど整備されている英国諸島で路面電車の整備がこれほど遅れているのは、公共交通機関のサービスが最も必要とされる大都市の道路が狭いことを考えると理解できます。路面電車の敷設には道路の掘削が必要であり、多くの場合、その道路を通行止めにしなければなりません。例えば、ストランドやハイ・ホルボーンが通行止めになった場合、どれほどのビジネスへの影響が出るか想像もつきませんが、少なくとも500万ポンドの費用がかかると試算されています。 [142]ガス、水道、電信、電話の工事による交通の妨げ、あるいは道路の舗装工事による交通の妨げによって、この大都市は毎年数百万ポンドの損失を被っている。これらの工事は幹線道路を部分的にしか閉鎖しない。また、適切に行えばそれほど時間のかからない道路の舗装工事も、同様に損失を被っている。路面電車の線路敷設による経済的損失は、数百万ポンドにも上ると推測される。

たとえ線路が敷設されたとしても、路面電車は線路に縛られており、他の交通のために道を譲ることができないため、問題は解決しないだろう。この不適応性が、近年、路面電車会社が多くの大都市の主要道路やその周辺を独占しているやり方に対する大きな抗議を引き起こしている。電気路面電車は、家と職場間の安価な移動手段として多くの人々に有益である一方で、路面電車によって煩わしく遅延させられるすべての車両所有者にとっては残念な不便さをもたらしている。悪名高い例を挙げると、ブレントフォードでは、複線の路面電車がハイストリートを完全に占拠しているため、場所によっては荷車や馬車が縁石にとどまることが不可能になっている。

路面電車に対して正当に提起されているもう一つの批判は、線路とその設置場所が、特に雨天時には「横滑り」という脅威が現実のものとなり、自転車、自動車、さらには大型車両にとっても危険であるという点だ。

したがって、イギリスの自治体は深刻な問題に直面している。交通機関の改善は必要不可欠だが、どのようにすれば最も効果的に実現できるだろうか？多額の費用をかけて敷設された線路を走る、滑らかで快適、照明も十分な電気路面電車で、地域社会の大部分にとって絶え間ない迷惑となるのか？それとも、中央の動力源に依存せず、交通需要に応じてあらゆる方向に自由に移動できる車両で良いのだろうか？路面電車はどこにあるのか？ [143]固定軌道が存在する以上、1マイルあたり数千ポンドもの費用をかけて軌道を敷設する責任を負う者たちは、当然ながらそれを放棄することに抵抗を感じるだろう。しかし、固定軌道がまだ敷設されていない地域では、代替の輸送手段、すなわち自動車バスが利用できる。ごく最近、ロンドンやその他の都市では、郊外まで運行するモーターバスの数が大幅に増加しているのを目にしてきた。速度の点では馬車よりもはるかに優れており、統計によると、運賃に対する運行コストも低く抑えられ、乗客は皆、その快適さを高く評価している。でこぼこ道でガタガタ揺れ、ブレーキをかけると背筋がゾクゾクするような、古くてガタガタ音を立てる二頭立ての馬車から、追い越しや低速車の間を縫うように走る広々とした蒸気機関車やガソリンエンジン車のバスに乗り換えるのは、快適な体験である。そのため、モーターバスは満員だが、同じルートを走る馬車は半分空席のままゆっくりと走っている。一方の車両は平均時速10マイルで走行できるのに対し、もう一方の車両は時速4マイルでしか走行できないのだから、このような結果になるのも当然である。たとえ一定の距離を走行する際のモーターバスの運行コストが路面電車の運行コストを上回るとしても、バスは既存の道路を走行するのに対し、路面電車の場合は線路敷設に莫大な資本を投入する必要があり、その利息も総運行コストに加算されなければならないことを忘れてはならない。

今後10年間で、現在効率的な交通手段が全く存在しない地域で、自動車か路面電車のどちらが地域住民のニーズを満たすかが決まるだろう。ロンドンでは、モーターバスが [144]道路は数十本も増え、馬車が路面電車の先頭から急速に姿を消しつつあるように、バスからも馬車が消える日もそう遠くないだろう。

モーターバスの動力源としては、ガソリンと蒸気、場合によってはガソリンと電気の組み合わせが用いられています。どの動力源が最良の結果をもたらすかはまだ決定されていません。ガソリンはおそらくより安価な燃料ですが、蒸気の方が静かに走行します。また、電気蓄電池が十分に軽量かつ耐久性のあるものにできれば、優先権を主張する強い根拠となるでしょう。最近、フォン・ロスムントという新しいタイプの蓄電池が登場しました。これは重量比で他のどのタイプよりも容量がはるかに大きく、過酷な使用にも耐えられるように設計されているため、非常に有望です。約1,500ポンドのフォン・ロスムント電池を搭載した自動車は、1回の充電で200マイル走行しており、モーターの改良により、1,100ポンドの電池でも、同重量の鉛蓄電池の50マイルに対し、150マイル走行できるようになると予想されています。

電気路面電車が本格的な競争相手となる地域以外では、モーターバスには大きな市場が開かれている。ここに、レールへの動力供給にモーターを使用するという点で最も意欲的なシステムの一つであるグレート・ウェスタン鉄道の略図がある。30もの路線が運行されており、その数は着実に増加している。実際、近い将来、モーターバスは、1日に数本しか列車が運行されていない支線鉄道をほぼ完全に置き換えることになるだろう。町と最寄りの主要幹線駅の間を30分ごとに運行するモーターバスは、6本もの路線よりも住民にとってずっと価値があるだろう。 [145]特に旅客車両に加えて、荷物や重量物の輸送用にトラックが連結されている場合は、1日に運行される列車の本数はさらに多くなるだろう。

この点に関連して、M. ルナールの発明、すなわち単一の機関車で牽引される複数の車両からなるモーター列車について触れておきましょう。私たちは皆、牽引機関車がトラックを牽引して煙を吐きながら走る姿を見たことがあり、機関車の重さ、そして列車がカーブを通過する際に道路を占有する様子に感銘を受けたことがあるでしょう。列車全体を動かすのに十分なグリップを得るためにはその重さが必要であり、カーブで車両が道路上に広がるのは、各車両が前の車両の経路をたどるのではなく、より小さな円の一部を描くためです。

ルナール氏は、自身の考案したモーター列車において、各車両に一対の駆動輪を設けることで、重い牽引車の必要性を回避しました。動力は、先頭車両の強力なモーターから他のすべての車両の下を通って伸びる特殊なフレキシブルプロペラシャフトを介して各駆動輪に伝達され、各駆動軸に取り付けられた機構と順次噛み合います。このようにして、各車両は自力で推進するための粘着力を発揮し、重量物の搭載が不要になります。特殊な連結器により、牽引車の走行経路は後続車両すべてに忠実に追従します。このタイプのモーター列車はパリからベルリンまで走行し、大きな注目を集めました。

「それは最終的に従来の牽引機関車とその重い牽引貨車を駆逐するのだろうか？」と『世界の仕事』の著者は問いかけている。「どの自治体や郡議会も、その深刻な影響を痛切に認識している。」 [146]これらの扱いにくい機関車や列車の重たい車輪が道路を走行する際、路面に大きな負担がかかります。しかし、ルナール列車では、後続の客車は軽量構造で、通常の車輪で走行できるため、路面を傷つけたり損傷したりすることはありません。このような列車には他にも多くの利点がありますが、最も重要なのは、列車全体の柔軟性、完全な制御性、危険を伴わない高速走行、各客車の駆動輪に直接連動する連続プロペラシャフトによる優れた制動機構、低コストの維持管理、整備性、即時使用性、そして走行中の列車の監視に必要な人員の削減です。

このシステムが成功すれば、鉄道を採算に乗せるには人口密度が低すぎる地域でも、乗客や物資を輸送する余地が十分に生まれるだろう。人々は「10時半発のモーター列車」で旅行したり、荷物を送ったりすることを話題にするだろう。ちょうど今、「11時15分発の町行き列車」と言うように。

郵便物の運搬・配達手段として、モーターバンは既に確固たる地位を築いている。ほんの一例を挙げると、ロンドンとブライトン間、リ​​バプールとマンチェスター間の路線が挙げられる。ワイト島では、モーターバスが主要な町や村を結んでいる。各バスは移動郵便局として機能し、郵政長官との取り決めにより、指定された停車場所、あるいはバスが何らかの理由で停車した際にはいつでも、誰でも手紙を投函できる。

パリ、ロンドン、ベルリンでは、モーターメールバンはよく見かける光景だ。インドの内陸部にも進出している。 [147]グワーリオール藩王は、私的な郵便物を配達するために特別に改造された蒸気自動車を使用している。また、新しい移動手段の恩恵を受けるのは人間だけではないことを示すかのように、パリでは、警察署から迷い犬を犬の保護施設まで運ぶ自動車を所有している。実際、馬車が使われる用途で、自動車に取って代わられていないもの、あるいは間もなく取って代わられるものは、ほとんどないように思われる。

鉄道用電動車両
鉄道建設の初期には、蒸気機関車と通常の客車を組み合わせた車両が使用されていました。長年廃止された後、1902年にロンドン・アンド・サウス・ウェスタン鉄道とグレート・ウェスタン鉄道によって、地域サービスと支線での旅客輸送のために「蒸気客車」が復活しました。それ以来、鉄道用電動車両は増加し、蒸気で動くもの、ガソリンエンジンで動くもの、そしてガソリンエンジンで発電した電気で動くものなど様々です。最初のクラスについては、特に興味深い特徴がないため、詳しく説明する必要はありません。

ノース・イースタン鉄道では、全長52フィートのレールモーターが2両使用されており、両端に運転士用のコンパートメント、中央に52名の乗客を乗せるサロンが設けられています。80馬力の4気筒ウォルズレー製ガソリンエンジンがウェスティングハウス製発電機を駆動し、そこから55馬力の電動モーター2基がギアを介して走行輪に送られます。後部台車に取り付けられた空気圧縮機がウェスティングハウス製空気ブレーキに空気を供給するほか、レールと車輪の両方に作用する強力な電気ブレーキも装備されています。客車の重量は35トンです。

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この「複合」動力伝達システムの最大の利点は、エンジンを一定速度で運転しつつ、電機子と界磁磁石の動作を制御するスイッチによって、電動機で発生する出力を調整できる点にある。重作業を行う必要がある場合は、エンジンにガス混合気を多く供給し、発電機を最大出力で運転する。このようにして、ガソリンエンジンを駆動輪に接続する際に必要となる可変速ギアやクラッチはすべて不要となる。

しかしながら、後者の方式は燃料消費量が少なく、グレート・ノーザン鉄道はガソリン電気式よりもこちらを採用している。この鉄道は人口密度の低い地域を走る多くの支線を有しており、これらの支線は本線への接続路として重要であるものの、しばしば赤字経営となっている。適切なタイプの自動車車両があれば、こうした赤字を回避できるだけでなく、ロードモーターとの競争も大幅に防ぐことができるだろう。

馬や重い荷物が乗客に同伴することもあるため、この車は時折、追加のバンを1、2台牽引できるだけの十分なパワーを備えている必要がある。ディック、カー、アンド・カンパニー社は、乗客を満載した状態で約16トンの重量となる車を製造した。動力源は、それぞれ36馬力を発生するダイムラー型4気筒ガソリンエンジン2基である。これらのエンジンは、車体を支えるフレームとは独立した専用フレームに取り付けられているため、車両が停止している時でも、乗客はエンジンの振動に悩まされることはない。この車の最大の特徴は、わずか2トンという軽量さでありながら、車体を動かすのに十分なパワーを発揮することである。 [149]時速50マイルで走行した。2,000マイル走行後も機械に目立った摩耗の兆候は見られなかったため、同社はハットフィールドとハートフォード間の短距離路線の運行に適した信頼性の高いモーターを発見したと考えている。

ガソリン車は1人で運転できるのに対し、蒸気車は運転手と機関士の2人が必要となるため、これらの車両を導入することで賃金が大幅に削減されるだろう。

技術者たちは、担当路線の点検に電動トロリーが非常に便利だと考えている。ロンドン・アンド・サウス・ウェスタン鉄道では、6～8馬力のエンジンで駆動し、時速6マイル、15マイル、30マイルの速度をどちらの方向にも設定できる変速機を備えたトロリーが稼働している。このトロリーには4人が乗車できる。植民地、特に石炭や薪が不足または高価な南アフリカでは、300マイル走行分のガソリンを積載できる電動トロリーが、鉄道検査官の間で急速に普及しつつある。

メーカー各社は、貨物ヤード、鉱山、下水処理場などで有用なガソリン式入換機関車に注目している。コベントリーのモーズレー社、ウォルズリー・ツール・アンド・モーター・カー社、パンハード・アンド・ルヴァッソール社、カー・スチュアート社などの企業は、最大60トンの荷物を牽引できるこの種の機関車を発売している。ガソリンエンジンはすぐに稼働でき、アイドリング時に過熱することもなく、炉やボイラーのメンテナンスも不要なため、比較的軽い荷物を牽引する場合には非常に有利である。

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第8章
モーターが水に浮く
遊覧船 ― モーター救命艇 ― モーター漁船 ― モーター式消火フロート ― モーターボートの機構 ― 2ストロークエンジン ― 海軍用モーターボート

H陸上での数々の偉業を成し遂げ 、蒸気機関では到底不可能だった空中での偉業を可能にした爆発式エンジンは、水中での優れた性能によってその汎用性をさらに証明している。

1889年のパリ万国博覧会で、ガソリンエンジンを移動手段として商業的に価値あるものにした発明家ゴットリープ・ダイムラーは、小型のガソリン駆動ボートを展示したが、博覧会のほとんどの来場者はそれを普通の蒸気船と間違え、ほとんど関心を持たなかった。この評価の低さにひるむことなく、ダイムラー氏は、預言者のような目で大きな可能性を見出したこのアイデアを改良し続け、間もなくモーターボートはドイツの河川でかなり一般的な光景となった。米国では、特にこの国が恵まれている内陸の湖や水路に適しているとして、ある程度の熱狂をもって受け入れられたが、新しい航海発明には大きな関心を示すと当然期待される英国ではほとんど認識されなかった。しかし今、英国の製造業者は自分たちの誤りに完全に気づいた。 [151]そして、あらゆる方面に、数年後には巨大な規模に達する可能性のあるこの業界で主導権を握ろうと競い合う企業が建造したボートが見られる。

現代の車とボート
現代の車とボート

背景に写っているのは、試運転で「計測マイル」を時速30.93マイルで走破したレーシングモーターボート「ネイピアII」。手前に写っているのは、時速104.8マイルの速度を達成したレーシングカー「ネイピア」。

つい最近まで、船舶用モーターは小型で、わずか数馬力しか発生しなかった。しかし、自動車用ガスエンジンが過去10年間で大幅に改良されたため、モーターボートはモーターボートを小型ボートや遊覧船の動力源として蒸気機関のライバルとして注目を集め、すぐにかなりの大きさの船舶の信頼できる推進力としてその地位を確立した。産業の発展を促進し、機械の耐久性をテストし、機械設計の弱点を明らかにするために、自動車が世間の注目を集めてきたのとほぼ同じ形式で、ソレント海峡、ドーバー海峡、地中海でのレースなどの試運転やレースが組織された。自動車の場合と同様に、モーターボートの速度も非常に急速に上昇した。1905年2月、ネイピアのレーサーがロングリーチのテムズ川の計測区間1マイルで試運転を行ったところ、最初の走行で時速28.57マイルに達した。旋回時には潮の流れが有利で、速度は30.93 mphまで上昇し、3回目の旋回ではさらに1マイル以上速くなりました。平均速度は29.925 mph、つまり約
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以前の記録よりも時速が速く、アメリカン・チャレンジャー号 の功績と言える。しかし、後者は静かな湖面を舞台としていたため、ネイピア号の実際のパフォーマンスは、単なる数字が示唆する以上に称賛に値するものだった。試練を締めくくる昼食会で、鋼鉄製の船体を建造したヤロウ氏は、「内燃機関の採用が実際にどれほどの進歩を意味するのかを示すために、私は [152]ナピアーII級と同サイズのボートに、現在のボートに搭載されている内燃機関と同等の信頼性を持つ最新型の蒸気機関を装備した場合、最高速度を保証するよう求められたとしても、16ノットを超える速度は出せないでしょう。したがって、このサイズの船舶に蒸気機関の代わりに内燃機関を採用することで、実際には時速10ノットの速度向上を実現できると考えていただいて結構です。ここで指摘しておきたいのは、船舶の速度はサイズに比例して急速に増加するということです。例えば、全長60フィートの二等魚雷艇では、最高速度は20ノットですが、全長200フィートの船舶であれば、同様の、しかし比例して大型の機関を搭載することで、30ノットの速度を達成できます。したがって、全長わずか40フィートのヤロー・ネイピア艇で時速26ノットという速度を達成できたことは、そう遠くない将来、全長220フィートの船舶を時速45ノットで航行させることが可能になる可能性を示唆している。あとは、大型の船舶でも問題なく航行できるよう、内燃機関を改良するだけだ。

300馬力以上のボートが建造されており、あらゆるサイズのモーターボートが参加できる大西洋横断レースの開催計画が検討されている。参加艇は完全に自給自足で、補給なしで航海できるだけの燃料を搭載できるものでなければならない。大型船以外の船舶が冒す危険、そして死亡事故が発生した場合にモーターボートが被るであろう不利益を考慮すると、自動車業界は、 [153]フランスクラブはこの事業に反対し、計画は頓挫した。しかし、より大型のモーターボートが就航すれば、この計画が復活する可能性もある。実際、水線長わずか40フィートの12馬力の船で大西洋横断が達成されたことがある。これは1902年のことで、ニューマン船長と12歳の息子がニューヨークを出発し、不安定で時に荒れ狂う大西洋を30日間かけて不安な旅をした後、ファルマス港に到着した。アビエル・アボット・ロウと名付けられたこの船は、小型の補助帆を備えており、決してこのような航海のために建造されたものではなかった。エンジンは2気筒で、灯油を燃料としていた。ニューマン船長はこの偉業に対し、ニューヨーク灯油エンジン会社から1,000ポンドを受け取った。そのお金は十分に価値のあるものだった。適切な航海計器を与えられ、しかもそれを使いこなす術を知っていたにもかかわらず、ニューマンは船を浮かせておくのに苦労し、悪天候の時には見張りを2日間も続けることもあった。それでも勇敢な二人は困難を乗り越え、達成感や報酬以上に嬉しかったのは、ファルマス港に到着した際に得られた2日間の長い睡眠だっただろう。

遊覧船
ここで、モーターボートと船舶用モーターの娯楽用途と商業用途について考えてみましょう。レクリエーション手段としては、低出力エンジンで駆動する小型ディンギーは大きな可能性を秘めています。コストは低く、維持費も少なく、非常に扱いやすいです。すでに多くのそのような船が水面を航行しています。 [154]テムズ川、セーヌ川、ライン川、そしてヨーロッパやアメリカのその他多くの川。レーシングボートは富裕層だけのものであるが、「中流階級の人」と呼ばれる多くの人々は、70ポンドから100ポンドをかけてきちんとしたボートを買うことを気にしない。ボートのメンテナンスは、小型車のメンテナンスほど深刻な問題ではない。タイヤのトラブルは水上では存在しない。船舶用モーターはギアチェンジを必要としない。水は地球よりもはるかに柔軟な媒体であるため、始動と停止の衝撃は機械に負担をかけるほどではない。また、シリンダーの冷却は、エンジンをほぼ洗い流すほどの無尽蔵の水によって簡単に行える。そして、水面は上り坂ではないため、小型モーターは道路よりも川でより有利に働く。したがって、5馬力の車は、坂道をゆっくりと登る以上の速度が期待される場合、2人以上を快適に運ぶことはできない。 6人乗りのボートに同等の出力を持つモーターを取り付ければ、オールで漕ぐ速度に比べてはるかに速いスピードで全員を移動させることができる。結局のところ、川では速く移動したいわけではない。むしろ、大人数で快適に過ごせるほど広いボートで漕ぐのは、間違いなく大変な重労働になるので、それを避けることが重要なのだ。

船舶用モーターは適応性という点でも優れています。ワゴンを自動車に改造するのはまず無理でしょう。しかし、大きめの手漕ぎボートなら、簡単に便利な自走式ボートに生まれ変わります。モーター、燃料タンク、スクリュー、バッテリーなど、船尾に直接取り付けるための完全な装置を購入すれば、あっという間にモーターボートの完成です！ [155]モトゴディールによる改造は、モーター、スクリュー、舵が一体化したようなもので、非常に迅速な対応が可能です。製造元は、フランスの有名企業であるブシェ社です。「エンジンとキャブレター、燃料タンク、コイル、アキュムレーター、潤滑油タンク、排気ボックス、プロペラシャフト、プロペラガード付きプロペラがすべて付属しているため、追加の付属品は必要ありません。ボートの船尾に取り付ける際は、このセット全体を支柱にバランスよく載せ、操舵アームを取り付けます。操舵アームには燃料タンクが取り付けられ、さらにエンジンに加えて、一体型の船尾管とプロペラガードも付属します。操縦者がバランス調整に苦労しなくて済むように、支柱には象限があり、その切り欠きにエンジンフレームのレバーが噛み合うことで、剛性の高いフレーム、ひいてはプロペラシャフトを垂直方向に対して任意の角度に容易に維持することができます。」[12]

2馬力のエンジンは、全長16フィート、幅4フィート6インチのボートを 6フィートの深さで動かします。
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静水では時速数マイルで航行できます。モトゴディルは、その支柱で左右に旋回できるため、非常に効率的な舵として機能し、その動作によってボートの速度が低下することはありません。

暑い夏の日に、柔らかいクッションに身を預け、絵のように美しい小川に垂れ下がる枝の間から景色を眺めながら、のんびりと過ごしたい人には、モーター付きの平底船がある。この船は、手漕ぎボートでさえ座礁してしまうような浅瀬でも航行できる。未来のオックスフォード大学の学生は、苦労して長い棒を振り上げるのではなく、「シェール川」の緑豊かな奥地を探検するだろう。 [156]そして船尾へと押し進められるが、それは船尾で静かに脈動する小型モーターの力によるものだ。そして外洋では、蒸気船は乗客にとってずっと快適な船に取って代わられ、蒸気動力の使用に伴う汚れや臭いからも解放されるだろう。ガソリン船は広さにおいて電気船に匹敵し、速度とパワーにおいては蒸気船に匹敵するだろう。

ガソリンの使用に伴うリスクを理由に、この新しい河川交通手段に反感を抱く人もいる。例えば、夏の日曜日にボルターズ・ロックやヘンリー・レガッタでモーターボートが発火すれば、大惨事になりかねない。陸上でも自動車運転者にとって同様の危険は以前から指摘されてきたが、自動車の偶発的な発火事故は非常に稀であり、水上ではタンクの漏れ検査が容易なため、さらに稀である。とはいえ、モーターボートの所有者は皆、漏れに細心の注意を払う必要がある。なぜなら、漏れた液体は船底にガスの塊を形成し、道路にこぼれた油滴から発生するガスのように船外に逃げ出すことができないからである。

モトゴディル
写真ブランジェ＆シエ、パリ。
モトゴディル

モトゴディール（モーターラダー）は、小型のブシェモーターに取り付けられたスクリュープロペラで構成されています。装置全体は船尾の支柱に取り付けられており、操縦者は内側のアームを左右に動かすことで、船を思い通りに操舵できます。2馬力のモーターで時速5～6マイルの速度が得られます。

モーターボートの将来的な人気は確実だ。水辺に住む人々は、水路の他の場所へ移動する手段として、モーターボートを非常に重宝するだろう。「港湾労働者」は、筋肉や風だけに頼っていた頃よりもはるかに遠くまで海に出ることができ、時間通りに帰ってくるという確信もはるかに高まるだろう。文明国には水路網が張り巡らされており、多くの場合、他の地域よりもはるかに良好な状態に保たれている。 [157]道路は、観光客が征服できる新たな領域を提供している。川の景色と美しい景色は、たいていの場合、結びついている。車や自転車は、川の源流から河口まで川の流れに沿って進むことができるかもしれないが、これは例外であって規則ではない。私たちは列車や乗り物で川を駆け抜け、それが絵のように美しいことに気づき、それがどこへ流れ、どこから来るのかを漠然と考え、水に身を委ねる人が見るであろう魅力的な景色をほとんど気にすることなく旅を続ける。これまで大きな困難は移動手段の問題であった。狭い川では、帆走は一般的に不可能であり、人や動物による牽引は、可能であっても退屈になり、毎日漕ぐには良好な体力が必要となる。モーターボートは、休暇旅行者にとって理想的な乗り物である。場所を取らず、長距離を航行するのに十分な燃料を積むことができ、疲れにくく、維持費も経済的である。したがって、数年後、倦怠感を抱えたビジネスマンが、今と同じように車で埃っぽい幹線道路を疾走するのと同じように、ごく自然に故郷の川や運河をドライブしたり、小旅行に出かけたりするようになっても、驚くべきではないだろう。その時、使われなくなった運河や草木に覆われた小川にとって、新たな時代が始まる。そして、私たちの地図は、長い年月をかけて自然が水によって削り出した道筋に、より注意を払うようになるだろう。

科学探検家にとっても、モーターは貴重な助けとなる。道路がほとんど存在しない多くの国では、無数の支流から流れ出る美しい川を誇ることができる。高速ボートを所有すれば、どのような冒険、スポーツ、科学の分野が開かれるだろうか。 [158]アマゾン川、コンゴ川、マッケンジー川、オリノコ川、どれでも構わない。ただし、燃料タンクを時々補充できればの話だが！

モーター救命艇
人生のより深刻な側面に目を向けると、船舶用モーターは依然として広く用いられていることがわかります。その歴史が比較的浅いため、多くの用途において現在も実験段階にあり、その地位が完全に確立されるまでには時間がかかるでしょう。例えば、最近英国王立救命艇協会のために建造されたモーター救命艇を考えてみましょう。ここでは、レーシングボートとは全く異なる種類の困難に直面します。救命艇は荒天時に最も価値を発揮しますが、それは多かれ少なかれ水が船内に浸入することを意味します。水が機械類に達すると、電気点火装置に不具合が生じます。そのため、モーターは防水区画に収めなければなりません。そして、そのように収められたモーターは、特に信頼性が高くなければなりません。また、救命艇は転覆することもあるため、機械類は自己復原性を妨げないように配置する必要があります。このリストは容易に拡張できます。

最初のモーター救命艇の記述は読者の興味を引くだろうから、詳細を知るために、こうした話題に関する主要な権威であるモーターボート誌に再び頼ることにした。実験用に選ばれたボートは、かつてフォークストンに駐留していた古いもので、全長38フィート、幅8フィート、12本のオールを引いており、ダブルバンク式で、通常の自己復原型であり、ジブ、フォアラグ、ミズンが装備されていた。ガイ氏のヤードで船が引き上げられ、船体中央部のデッキ下のエアケースの一部が取り外された後、頑丈なマホガニー製のケースが、 [159]長さ4フィート、幅3フィート、高さは舷側と同じ大きさで、防水のために銅板で裏打ちされ、陸上で簡単に取り外せるぴったりと閉まる蓋が付いたケースが取り付けられ、10馬力の2気筒エンジン、必要なポンプ、キャブレター、電気機器などを含む機械の重要な部品すべてがこのケース内に収められた。エンジンは、間に切断クラッチを備えた長いシャフトを介して3枚羽根のプロペラを駆動し、始動または一時停止時にはプロペラをエンジンから切り離すことができる。エンジンの燃料となるガソリンは、前方の「エンド」ボックス内に収納された金属製のタンクに積まれており、偶発的な損傷の可能性はない。10時間以上の連続運転に十分な燃料が積まれている。エンジンはケースの前部に取り付けられたハンドルで始動し、2人で操作できる。エンジンケースの位置と大きさから、干渉を受けるのは2本のオールだけであるが、だからといって、移動させられた2人の推進力が完全に失われるわけではない。必要に応じて、残りのオールを2本同時に漕ぐことができるからだ。

このように装備された救命艇は、4月中にあらゆる天候下でテストされ、モーターのみで波に対してかなりうまく航行できることがわかった。しかし、モーターを帆の補助として使用した場合、モーターの真の用途が明らかになり、ボートは以前は不可能だった方法で風上に向かって航行することができた。当時発生したあらゆる天候下での波浪中のピッチングやローリングは、モーターの適切な作動や始動に全く影響を与えず、モーターは正常に作動した。 [160]終始安定して順調に進んだ。これらの予備試験を終えた後、さらに厳しい試練にかけられた。乗組員と物資を満載した状態で計測された1マイルを航行すると、時速6ノットを超える速度に達した。次に、乗組員の代わりに横木に縛り付けられた同等の重りが乗せられ、帆を張りシートを固定した状態でクレーンによって4回転覆させられたが、難なく復原した。転覆時の興味深い特徴は、船が部分的にひっくり返ったときにモーターが自動的に停止したことである。この仕組みにより、乗組員が投げ出された場合でも船が乗組員から離れて逃げ出すのを防ぐことができる。ハンドルを数回回すとモーターが再び始動し、保護区画が水の侵入を防いでいたことが証明された。

この記述から明らかなように、海上での人命救助に非常に役立つものが発見された。水面下のポンプから噴射される水のジェット推進で動く蒸気救命艇は、船が直立している限りは十分である。しかし、転覆した場合は、必然的に消火しなければならない。ガソリン駆動の救命艇にはそのような欠点はなく、人類のために命を危険にさらす勇敢な人々が、荒波の中を風上に向かって長時間漕ぐという過酷な肉体労働から解放されることを願わずにはいられない。この新しい救命艇が広く普及するには時間がかかり、救命艇の維持管理を担う素晴らしい団体の会員の寛大さに大きく左右されるだろう。しかし、委員会が問題の救命艇をサセックス州ニューヘイブンに救命艇隊の一員として配備することで、外洋での実用化の機会を与えたことは喜ばしいことである。

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モーターフィッシングボート
陸の人々が眠っている間、水平線の彼方の海で獲れた魚を積んだ漁船団が港に入ってくる光景は、実に美しい。白いもの、茶色のもの、見事に継ぎ当てられ、幾度となく風と格闘した痕跡が残る帆は、船が港の入り口を通り過ぎるにつれて、優雅な曲線を描いて膨らむ。画家がしばしば、深海の労働者たちを題材に、キャンバスと筆を振るうのも不思議ではない。

しかし、船のロマンと絵のように美しい姿の裏には、厳しい現実が横たわっている。船は満載の貨物を積んで帰港し、船主と乗組員に大きな利益をもたらすかもしれない。一方、船倉が空っぽで、多くの誠実な漁師が無駄にした日々を思うと、心が重くなることもある。数年前、ヤーマスのニシン漁船団が、全船団でたった一匹の魚しか獲れずに帰港したという話がある。これは単なる比喩表現かもしれないが、いずれにせよ、たくましい漁師たちが何千ポンドもの損失を被ったことを意味する。

船が係留されると、網からすでに外れている魚は通常すぐに競売にかけられ、価格は主に漁獲物の個々の大きさや鮮度によって決まる。現在では、船の数の増加やその他の要因により、近海は十分に漁獲されているため、以前よりもはるかに長い航海をしなければ漁場に行けなくなっている。トロール漁とは、梁と重りで口を開いたままにした大きな袋網を海に沿って引きずる漁法である。 [162]海底でのヒラメ漁は、強力な蒸気船によって長年行われており、ハルやグリムズビーを出入りする多数の蒸気船をいつでも見ることができる。表面漁業では、下端に重りを付け、上端に浮きを付けて垂直な位置を維持できる長い流し網がニシンやサバに使用され、この産業では、イギリスの漁師は一般的に風力のみを使用している。

ニシン漁船は朝に漁場に向けて出航し、日没までには漁場に到着する。全長約1マイルにも及ぶ網を投入し、船は網を曳航しながら漂流する。魚が現れたら、夜明け後すぐに巻き上げ機を使って網を引き上げる。1マイルもの網を船に引き上げる作業は非常に重労働で、実際、大型船では小型蒸気機関を使う場合も多い。帰路では、魚を網から外し、陸に着くとすぐに販売できるよう船倉に放り込む。

塩漬けにするにせよ、すぐに食べるにせよ、魚は新鮮でなければならない。生命が絶滅すると、深海の生物ほど急速に腐敗する食料はないようだ。そのため、漁師にとって帰港をできるだけ短時間で行うことが何よりも重要となる。風向きが逆であったり、風が吹かなかったりすると、塩を大量に使う必要が生じるほど遅延が生じる可能性があり、たとえその有用な物資をもってしても、価値の下落を防ぐことはできない。

そのため、非常に良い漁獲物が市場に届く際に、漁師にとって大きな損失となるような状態になることがよくある。また、遅い帰還は、 [163]1日の漁獲量は200ポンドから300ポンドにもなる。そのため、ドッガーバンクの漁船団は蒸気船による運搬サービスを受けており、漁獲物をその場で運び出すことで、船倉がいっぱいになったときに港に戻る必要がないようにしている。しかし、このようなシステムは、個人所有の船や、陸地から比較的近い場所で操業する船にとっては利益にならないだろう。

各船はそれぞれの性能に頼らざるを得ず、最初に帰港した船は「大勢で来た」船よりもかなり良い価格で売れる。そのため、帆の補助として蒸気動力が導入される場合もあるが、初期費用として2,000ポンド、維持管理費も高額になる可能性がある。「小」の人々はこのような費用を負担できず、爆発モーターが彼らの助けにならなければ、裕福な同胞が先に市場に参入するのをただ見ているしかなかっただろう。これはまさに彼らのニーズに合致する。蒸気ほど設置費用がかからず、場所もはるかに少なく、扱いやすく、訓練された係員の費用も節約できる。

漁師は極めて保守的であることで知られている。長年の慣習で確立された方法を変えることは、彼らにとって忌まわしいことだ。彼らは、先祖代々受け継がれてきた方法で十分だったのだから、自分たちもそれで十分だと主張する。漁業は非常に不安定なため、不漁の年にはモーターの購入費用すら回収できない。なぜなら、魚が全く獲れない状況では、港までの航海が速くても遅くても大した違いはないからだ。

しかし、モーターはいずれ普及するだろう。漁船への導入は大きな成功を収めている。網を張っている間はモーターは停止し、費用は一切かからない。 [164]引き揚げの時までさらに進みます。その後、巻き上げ機が取り付けられ、乗組員の最も大変な作業の多くを省きます。全員が乗船すると、巻き上げ機は動力をスクリューに渡し、スクリューは帆とともに船を軽快な速度で帰港させます。船長は市場に間に合うように陸地に着くことを確信しており、翌朝の出航の準備も整っています。モーターのもう1つの利点は、嵐が吹き荒れたとき、風が逆風であっても艦隊は避難場所へ逃げることができることです。そして、激しい嵐のたびに悲しく読まれる人命の犠牲について耳にする機会も減るでしょう。

使用する機械については、ガスモーターを漁船「パイオニア号」に初めて適用したオールトン・ブロードのF・ミラー氏は、12馬力のエンジンでイギリス北部で見られるような小型船舶の補助動力として十分だと考えている。ノーフォークのボートには30馬力が必要で、モーターのみに頼ることができる本格的なボートには80馬力の3気筒エンジンを搭載すべきである。いずれにせよ、機械は密閉され、十分に保護されていなければならない。また、潤滑装置は熟練していない人でも容易に理解でき、かつ絶対的に信頼できるものでなければならない。大気中の湿気のため、ほとんどの自動車で使用されているような通常の高圧コイル点火は効率的ではないため、シリンダーの壁を通して動く揺動アームによって一次回路を開閉する低圧タイプに置き換えられている。最後に、定期的な点検や調整が必要な部品はすべて、適切な処置を受けられるように、容易にアクセスできる場所に設置する必要があります。 [165]海上での注意を怠らず、帆走中の「レームダック」状態で船を帰港させないようにする。

モーターの利点は非常に大きいため、スコットランド当局はこの問題を真剣に受け止め、専門家を任命して調査を行わせた。したがって、数年以内にモーターが、私たちの朝食の食卓に繊細なヒラメや歯ごたえのあるニシンを供給する上で重要な役割を果たすようになる可能性は十分にある。

モーター付き消防車
爆発エンジンを消火作業に応用した好例として、有名なレディングのビスケットメーカー、ハントリー＆パーマー社の巨大工場に現在設置されている装置を挙げることができます。工場はケネット川の岸辺に位置し、川岸と岸辺を結ぶ橋は水面近くに架かっているため、蒸気船は橋の下を通過できません。そこでメリーウェザー社は、全長32フィート、高さ 9フィートのモーターフロートを建造しました。
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船幅はフィート、喫水は27インチ。合計30馬力の4気筒エンジン2基が、3気筒の「ハットフィールド」ポンプ2セットを駆動し、ホースに連続的に水を供給します。エンジンとポンプは1枚のベッドプレートに取り付けられ、ホースを「サイアミーズ」接続して1つの1フィートの船体に供給することが適切と判断されない限り、別々に作動します 。
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非常に高いところまで飛ばすことができる、インチ ジェット。

フロートの最も興味深い特徴の1つは推進方法です。その動きは数百ヤードに制限されているため、スクリューの取り付けは不要と考えられ、その代わりに、両端に2つずつ、合計4つのジェットが採用され、消火ポンプによって水が外側の水に押し出されます。 [166]フロートを前後に移動させたり、操舵したり、方向転換させたりする。

こうしてまたしても、ガソリンは巨大な蒸気機関の足元を踏みにじったのだ。しかも、非常に効果的に。

モーターボートの仕組み
船舶用エンジンは、多くの点で自動車に組み込まれた機構を再現している。バルブ機構、ガバナー、シリンダーやウォータージャケットの設計は、実質的に同じである。小型ボートは1気筒か2気筒で済むが、これは小型自動車が同数の気筒で満足しているのと同様である。しかし、レーシングボートや大型ボートは4気筒、6気筒、そして少なくとも1つの例では12気筒を採用しており、これにより「デッドポイント」が解消され、駆動が連続的であるため、エンジンの振動なしにスクリューを非常にゆっくりと動かすことが可能になる。

大型船舶用エンジンは陸上用エンジンよりも低速で運転するように設計されているため、シリンダーのサイズが大きくなっています。ロンドンの「オリンピア」で開催された自動車ショーに展示されたシリンダーの中には、高性能自動車に搭載されているものと比べると巨大に見えるものもあり、船に搭載される機械というよりは、むしろ電灯設備の部品を連想させるものでした。

モーターボートには、逆転ギアを除いて、一般的にギアは付いていません。操縦者は、地形に応じて速度レバーを何度も切り替える必要はありません。海上では、状況はより一貫して好ましいか好ましくないかのどちらかであり、蒸気船と同様に、速度はスロットルを開閉することによって制御されます。スクリューは常に回転します。 [167]機械は、ボートに作用しますが、その効果はボートの大きさと、それに反対する力に依存します。水は柔軟性があるため、道路と平行ではありません。車が登坂能力を超える急な坂に遭遇した場合、エンジンは停止しなければなりません。車輪は道路上では滑らないため、十分な動力があれば、最も急な傾斜でも車を上らせます。動力が目の前の作業に対して小さすぎると分かると、車は「横たわります」。しかし、モーターボートでは、エンジンは風や潮の流れに逆らって、ボートが「後退する」のを防ぐ以上のことをしなくても、スクリューを回転させ続けることができます。あらゆる状況に対応できる効率的なボートを作る唯一の方法は、スクリューのサイズを大きくするかピッチを変更し、より強力なエンジンを搭載することです。自動車のように「減速」しても役に立たないため、モーターボートでシリンダーからスクリューへの動力伝達に関連して必要な唯一の機構は、逆転ギアです。

エンジンはバルブを操作するカムによって逆転させる装置を備えて設計されているが、スクリューの運動の逆転は一般的に伝動装置のギアによって行われる。最も単純な構成は、機械的に最も完璧ではないが、レバーの動きによってブレードを左右にフェザリングできる可逆スクリューである。時には、逆方向にねじれた2つのスクリューが使用され、一方が作動している間、もう一方は空転する。しかし、高速で重いボートには、不動のブレードを備えた単一のソリッドスクリューが間違いなく好ましい。その逆転は摩擦クラッチによって行われる。爆発モーターの非弾性により、 [168]変更は徐々に行う必要があり、そうしないとスクリューがモーターに当たって破損する可能性がある。クラッチは、プロペラシャフトによって回転するディスクと徐々に噛み合い、まず反対方向の動きを停止させ、次にそれを同様の動きに変換する。これを実現するために多くの装置が発明されているが、それらの説明は面白くないので、モーターボートで使用される燃料についての考察に移る。

現状ではガソリンが優勢だが、より安価で安全性も高い重油が、いずれは主流となるだろう。重油使用の唯一の難点は、灯油でエンジンを始動させるのが難しいことである。これは、エンジンとキャブレターが温まるまでガソリンを使用し、その後重油に切り替えることで解決できる。キャブレターが排気ガスによって約270°F（約132℃）まで温まれば、軽油と同様に重油でも問題なく作動する。

油やアルコールはタンクから漏れて危険を引き起こす可能性があるため、液体燃料の代わりに固体燃料を使用する試みがなされてきた。選ばれた物質はナフタレンで、衣類の防虫剤としてよく知られている。1905年の「オリンピア」自動車博覧会で、筆者は、この化学物質のボールを溶融ポットを通してキャブレターに供給して動かすエンジン、シェニエ・レオンを見た。このエンジンの説明については、再びモーターボートを参照する必要がある。発明者たちは、ガソリン、パラフィン、ナフタレンでそれぞれその性能をテストすることにした。「テストベンチにねじ込まれたモーターは、通常のベルトでダイナモに接続され、各種類の燃料で発生する出力を電気的に測定できるようにした。 [169]その後、ガソリンで始動した。排気熱で部品が十分に温まったら、ガソリンを止め、パラフィンでしばらくモーターを運転し、十分な量のナフタレンが完全に溶けて濃いシロップ状になるまで続けた。その後、ナフタレンは溶融ポットの底に浸された小さなパイプを通して混合弁に供給され、そこから誘導室に噴霧されて室内の空気を気化させた。これまで、モーターは毎分 1,000 回転で平均 12 電気馬力を発生させており、変更後すぐにこれが完全に維持されることがわかった。このテストを継続したところ、同社が以前に行った他のテストの結果と一致し、モーターが 12 電気馬力を発生させる場合、3 種類の燃料の消費量はそれぞれ毎時 12 ポンド強であることがわかった。とはいえ、パラフィンとナフタレンのコストはほぼ同等であり、後者は衣類防腐剤として販売されるような最も純粋な形態であることを考慮すると、熱効率と挙動が同等であると仮定した場合、低グレードのナフタレンでどれだけ商業的に優れた結果が出るかはまだ分からない。

「利便性の点では、固体であるナフタレンは、液体燃料である灯油をはるかに凌駕している。排気ガスも臭いが少なく、パラフィンとは異なり、タール、すす、粘着性物質を生成しない。それどころか、バルブ、シリンダー、壁面などを磨き上げる傾向があり、わずかな付着物も軽い粉末状で、排気ガスに混ざってしまう。」

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2ストロークエンジン
一般的な「オットーサイクル」エンジンでは、クランクが2回転するごとに1回爆発が起こります。単気筒エンジンでは、爆発のエネルギーを重いフライホイールに蓄え、掃気、新気の吸入、次の爆発に備えて圧縮するという3つの動作をエンジンが行うための動力源とする必要があります。2気筒エンジンでは、1回転ごとに爆発が起こるため、フライホイールを軽量化できます。4気筒エンジンでは、2気筒蒸気機関と同様に駆動が連続的であるため、フライホイールをほぼ完全に省略することも可能です。

2ストロークエンジン、すなわち1回転ごとに爆発を起こすエンジンは、オットー型2気筒エンジンの利点と単気筒エンジンの軽量性を両立させようとした試みである。特にアメリカではモーターボートに広く用いられているため、ここでその動作原理を簡単に説明しておこう。

まず、可動式のシリンダーバルブはすべて廃止され、その機能はピストンの動きによって開閉する開口部によって担われる。クランク室は完全に気密性が高く、ピストンが中心から移動するたびにキャブレターから蒸気を吸い込む逆止弁が備えられている。また、クランク室とシリンダー下部をつなぐパイプもあるが、そのもう一方の端はピストンがストロークをほぼ終えるまでピストンによって覆われている。

爆発が起きたと仮定しましょう。 [171]ピストンが下方へ急降下し、クランク室内のガスをある程度圧縮します。ストロークが3分の1に達すると、既に述べた開口部とは反対側のシリンダーにある2番目の穴がピストンによって開かれ、爆発したガスが部分的に排出されます。直後に2番目の穴も開かれ、ピストン上部のプレートによって上方に偏向された新しい混合気がクランクケースから流入し、排気ガスを押し出すのに役立ちます。ピストンが戻ると両方の穴が塞がれ、爆発の瞬間まで混合気が圧縮され、その後このプロセスが繰り返されます。このタイプのエンジンの利点としては、非常にシンプルで振動がないことが挙げられます。欠点としては、爆発した混合気の掃気が完全に行われないため、同じシリンダー寸法のオットーサイクルエンジンほど出力が得られないこと、また、2倍の電流を消費するにもかかわらず過熱しやすいことが挙げられます。

海軍向けモーターボート
イギリスのように、その存立を制海権に依存している国は、制海権をより確実なものにするあらゆる発明に細心の注意を払うのは当然のことである。近年、戦時中に敵艦隊に対して出撃させ、恐るべき魚雷を装備できる高速艇の重要性について、多くの議論が交わされ、多くの文献が発表されてきた。日露戦争は、勇敢な兵士と高速魚雷艇が成し遂げられることの好例を示している。

何らかの理由で、イギリス海軍は魚雷艇の数においてフランスに追いついていない。 [172]公式の数字を見ると、隣国が280隻の「ホーネット」を誇れるのに対し、我が国はわずか225隻しか保有していないことがわかる。1904年8月10日、下院でヘンリー・ノーマン議員は海軍省長官に対し、ガソリンエンジンで推進される小型船舶の信頼性、速度、簡素さ、比較的低コストが最近証明されたことを踏まえ、この種の船舶を国王陛下の海軍で試験することの妥当性を検討するかどうかを尋ねた。長官は、海軍省は最近の試験を監視しており、モーターピンネースで実地試験を行うつもりであると答えた。船上でガソリンを貯蔵することに伴う危険性を考慮すると、海軍の目的には灯油エンジンの方が好ましい。そして、この種の80馬力の4気筒エンジンがポーツマスのヴォスパー社に発注された。

ノーマン氏は、この件について『世界の仕事』誌に寄稿し、次のように述べています。「このような高速かつ安価な建造（小型ボートで80馬力のエンジンが、大型ボートの8000馬力に匹敵する速度を発揮する）は、近い将来、海軍目的でモーターボートが使用されることを示唆していることは疑いの余地がありません。魚雷艇は、敵の発射距離内に1、2発の魚雷を運ぶためだけに存在するのです。小型で安価であればあるほど、また乗員が少なければ少ないほど、常にかなり荒れた海にも耐えられる限り、望ましいのです。現在、通常の蒸気魚雷艇は20人ほどの乗員を乗せ、費用は5万ポンドから10万ポンドにもなります。同等かそれ以上の速度を持つモーターボートは、おそらく1万5000ポンドで建造でき、乗員は2人です。したがって、6隻のモーターボートを建造するには、 [173]蒸気船1隻で、乗組員の総数はその1隻の乗組員数にも満たないだろう。しかも、それらはすべて1隻の船に搭載でき、戦闘現場近くで初めて進水させることができる。私の予言的な友人は、将来最も危険な軍艦は、装甲も武装も最小限だが、可能な限り高速で航行できる大型艦であり、ダビットに吊り下げられた20隻以上の魚雷艇を搭載しているだろうと断言している。攻撃を受けた場合、その高速性によって自らの安全を確保し、戦闘現場にできるだけ接近し、小型艇をすべて水面に投下して一斉攻撃を行うだろう。船体は清潔で、機関は完璧に整備され、乗組員は元気いっぱいで、20隻のうち1隻でも命中しないとしたら不思議なことだろう。そして、24人の乗組員が操縦する20隻の小型魚雷艇を犠牲にして戦艦や大型巡洋艦を撃沈できるとしたら、それは海軍にとって非常に優れた取引となるだろう。

ノーマン氏は、実戦においてモーターボートに大きく有利となるであろう一つの利点、すなわち昼夜を問わずその存在がほとんど見えないという点を指摘していない。駆逐艦は高速航行時には、煙や真っ赤に燃える煙突によってその存在を露呈してしまう。モーターボートにはそのような危険な要素は一切なく、シリンダーからの排気はあらゆる面で目に見えない。煙突がないこと自体も大きな利点となるはずだ。水面を注意深く見渡せば、ずんぐりとした黒い輪郭の物体がいくつも並んでいるのを容易に「見つける」ことができるだろう。しかし、波の上を低く平らに滑走するモーターボートは、特にサーチライトでしか接近を感知できない状況では、おそらく気づかれることなく航行できるだろう。

[174]

海軍本部が自らの業務を最もよく理解しており、部外者の意見は不要である、と合理的に言えるだろう。「一般人」は机上の空論や戦略で悪名高く、軍事・海軍問題に関する助言者としてはやや評判を落としている。しかし、次のことを忘れてはならない。海軍の機構、装甲、そして防衛兵器における進歩の多く、いやほとんどは、海軍関係者ではなく、前例や職業上の保守主義にとらわれず、ある意味では当事者以上に状況を的確に把握し、次に取るべき行動を見抜くことができる、高度な教育を受けた独創的な民間人によって生み出されてきたのだ。その行動は、軍艦への蒸気導入のように、やや型破りなものかもしれないが、それでもなお、当時の状況下では正しい行動なのである。我々は、後装式大砲、装甲板、潜水艦、軍艦における可燃性物質の廃止といった問題において、他国に先導を許してきた。モーターボートについても他国に先を越され、既に十分な装備を備えている艦隊にモーター補助兵器を導入することを検討し始めるべきだろうか？もし、防衛手段にモーターをいち早く加えるべき国があるとすれば、それはイギリスである。

脚注：

12. モーターボート、1905年3月16日。

[175]

第9章
オートバイ
私1884年、 ディオン伯爵はブートン氏とトレパルドゥー氏と共同で実用的な蒸気三輪車を製作した。2年後、同じメーカーからやや似たような車両が登場し、時速40マイルという驚異的な速度を達成した。現在蒸気自動車で有名なセルポレ氏もほぼ同時期に三輪の蒸気三輪車を製作し、これも成功を収めた。しかし、小型ボイラーへの絶え間ない燃料補給と、ボイラーへの適切な給水が困難であったため、蒸気駆動の自転車は普及しなかった。そして、ガソリンエンジンが大型車両でその価値を証明すると、発明家たちはすぐに、爆発式エンジンが蒸気の使用に伴う煩雑な装置よりも、小型自動車にははるかに適していることに気づいた。

1895年までに、洗練されたガソリン三輪車が市場に出回るようになり、ド・ディオン社のマシンがレースでその性能を証明した後、たちまち人気を博した。その後5年間、フランスではモーター三輪車はよく見かける光景となった。優れた道路と、海峡の向こう側で蔓延していた規制からの自由さが、バイクを乗りこなしたいサイクリストにとって魅力的なものとなった。 [176]自力での移動よりも速い移動手段を求めていたが、車を購入する余裕はなかった。

オートバイはすぐに市場に登場した。初期の二輪オートバイは、当然ながら扱いにくく非効率的だった。シリンダー内の燃料に点火するためにランプを常時点灯させる必要があったため、駆動装置をサドルの後ろに搭載していた三輪車よりも、自転車でははるかに大きな不便さとなった。筆者は1897年にシャンゼリゼ通りでヴェルナー社製オートバイの初期型を試乗した時のことをよく覚えている。持ち主がハンドルバーのバーナーを点火しようとした瞬間、突然炎に包まれ、髪がひどく燃え上がり、もっと深刻な怪我を負う可能性もあったため、筆者は驚いた。可燃性のガソリンタンクが漏れて引火する恐れがあるハンドルバーのすぐ近くに炎を掲げることに、ライダーは当然ながら不安を感じていた。

ガス点火用の電気点火装置の登場は大きな進歩への道を開き、オートバイはゆっくりと、しかし確実に、より重い三輪のライバルを駆逐していった。設計は変更され、エンジンは前輪の上ではなくフレーム内またはフレームの下に配置され、革ベルトによって後輪を駆動するようになった。初期のタイプでは、駆動力はベルトを介して前輪に伝達されるか、ピストンロッドがスピンドル上のクランクを動かすことによって後輪に直接伝達されていた。

1900年以降、オートバイの進歩は急速で、現在では数千台ものオートバイが使用されている。エンジンを非常に小型にする必要があるため、あらゆる軽量化が求められ、また、非常に高速で連続走行しても目立たない能力が求められる。 [177]深刻な摩耗や損傷。そのため、細部に至るまで改良が重ねられ、今日では経験豊富なオートバイ乗りでさえ、愛車のトラブルから完全に免れることはできないものの、本当に優れた設計と製造がなされたマシンは驚くほど効率的であり、ペダル駆動の自転車に乗る人には手の届かなかった「中流階級の人々」にとっての移動手段の可能性を切り開くものとなっている。

オートバイは、ある意味で人類の機械技術が生み出した最も素晴らしい産物の一つと言えるだろう。重量は徹底的に軽量化され、3頭の馬に匹敵するパワーを、乗員とオートバイを合わせて150マイル走行できるだけの燃料と電気を積んだ状態でも、わずか100ポンド（約45キログラム）ほどの車体に搭載できるようになった。平均時速20マイル（約32キログラム）以上で、坂道も下り坂も平地を走破できる。必要なメンテナンスは、クランクとフライホイールが回転する気密ケースに時折オイルを注入するだけだ。燃費も驚くほど良く、燃費の良いエンジンなら、約3.5ペンス（約3.5ペンス）のガソリン1パイント（約470ミリリットル）で15マイル（約24キログラム）も走れる。

事実上すべてのオートバイエンジンは「オットーサイクル」の原理で動作します。クランクケース内または別のシリンダー内で混合気を圧縮し、加圧された状態で作動シリンダーに送り込むことで、1回転ごとにパルスを発生させるモーターが試されてきましたが、これまでのところ、成功は限定的です。しかし、2つのシリンダーを取り付けることで1回転ごとに爆発を起こす傾向が強まっており、時折4気筒サイクルも登場しています。多くの可動部品の手入れと調整に伴う欠点は、 [178]商業的な観点から見ると、4気筒サイクルモーターが成功しなかった原因は、余分な手間や費用を覚悟するライダーにとっては、フライホイールが1回転するごとに2つのパルスを発生させるモーターの静かで振動のない駆動に見合う価値があるかもしれない。

出力に対する軽量化の極みは「バリー」エンジンによって達成された。このエンジンでは、シリンダーとその付属部品が固定クランクを中心に回転し、フライホイールの役割を果たす。重量削減効果は非常に大きく、メーカーはエンジンの重量が4ポンド減るごとに1馬力向上すると主張している。したがって、 3
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馬力モーターでは、ビームを石に軽くぶつける程度しか持ちません。筆者はバリーエンジンを実際に点検したことがあるため、その動作について簡単に説明することができます。

このエンジンは、中央の気密クランクケースを挟んで向かい合うように配置された2つのシリンダーを備えており、各シリンダーの内端はケース内に開口している。両方のピストンは、ケースの中心に向かって同時に前進し、同時に後退する。空気とガスの混合気は、固定されたクランク軸の穴を通してクランクケース内に導入され、キャブレターから伸びるパイプと連通している。吸入口はバルブによって制御され、ピストンが離れている間はバルブが開き、ピストンが近づくとバルブが閉じる。

エンジンが始動したばかりだと仮定しましょう。ピストンはクランクケースに最も近い位置にあります。ピストンが離れると、1つのシリンダーの容積の2倍に相当する量の混合気を吸気弁を通してクランクケース内に吸い込みます。戻り行程では混合気が圧縮され、弁を通過します。 [179]圧縮された混合気は、いわば4本スポークの車輪の4本目のスポークとなるチャンバーへと送り込まれる。このチャンバーの他の3本のスポークはシリンダーと「サイレンサー」である。このチャンバーはパイプでシリンダーの吸気弁に接続されており、吸気弁はクランクシャフト上の特殊なカムの作用によって交互に機械的に開閉される。圧縮チャンバーの内容物を受け取るシリンダーは、自然吸気で流入するよりもはるかに多くの「混合気」を受け取るため、圧縮は通常のサイクルモーターよりも大きくなり、爆発もより激しくなる。そのため、内径がわずか2インチ、ピストンのストロークも2インチしかないシリンダーが、それぞれ約2馬力を発生させることになる。

クランクが自転車のフレームに固定されている場合、どのようにして駆動輪に動きが伝わるのかは、最初はかなり不可解に思えるかもしれません。説明は非常に簡単です。ベルトプーリーがクランクケースの片側に取り付けられており、シリンダー、サイレンサー、圧縮室とともに回転します。この回転は、爆発後にピストンがシリンダーの閉じた端からできるだけ遠くへ移動しようとする力によって生じます。クランクが可動でシリンダーが固定されている場合、クランクが回転します。クランクが固定でシリンダーが可動の場合、ピストンの移動はシリンダーがクランクの周りを回転することによってのみ可能になります。連続して急速に起こる一連の爆発により、バリーエンジンの可動部品は、混合気を吸い込み、圧縮し、燃焼ガスを排出するのに十分な運動量を得ます。この計画は独創的で、このタイプのエンジンが組み込まれた機械の総重量は約70ポンドしかないため、「スポーツ」は [180]オートバイは、年齢や体力不足のために、いまだに道路で見かける重い乗り物に乗ることができない人々にとって、まさにうってつけの乗り物です。将来的には、二級道路での高速走行に必要な剛性を損なうことなく、オートバイの重量が50ポンド（約23kg）に非常に近づくことが期待されます。

レーストラックでのペースメーカーとしては、最高24馬力のオートバイが使用されてきましたが、これらは基本的に「奇抜な」マシンであり、通常の用途には実用的ではありません。3～4馬力のオートバイでさえ、時速50マイル（約80キロメートル）を超える驚異的な記録を打ち立てており、これは優れた特急列車の速度に匹敵します。自動車の偉業と比較すると、その成果はそれほど驚くべきものではないかもしれませんが、小型軽量であること、そしてオートバイとライダーを毎分約1マイル（約1.6キロメートル）の速度で推進する機構が単純であることを考えると、その結果は実に素晴らしいと言えるでしょう。

ここ数年、三輪車は再び人気を集めているが、車輪の配置が変更されている。前方に2つの操舵輪、後方に1つの駆動輪が配置されている。この配置変更の主な利点は、運転席の前に座席を設置でき、乗客を快適に乗せることができる点である。現代の「三輪車」は、高出力の2気筒エンジン、変速ギア、エンジンを徐々に作動させるための摩擦クラッチ、シリンダーを冷却するための強制水循環、そしてスプリング式フレームを備えており、実際には自転車というより自動車に近い。自転車のカテゴリーから外れるのは、その数が多いことだけである。 [181]車輪。観光客や、一人で乗ることに喜びを感じない人にとって、三輪車は多くの利点があり、オートバイよりも維持費は明らかに高いものの、多くの自動車所有者にかかる費用に比べれば、非常に控えめな費用で済む。

オートバイの開発は、頻繁に行われるスピードと信頼性の競争によって加速され、促進されてきた。こうした競争において、機敏な小型モーターは素晴らしい成績を収めてきた。非常に急勾配な1マイルの丘を、 3
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モーター。私たちは、オートバイがランドエンドからジョン・オ・グローツまで、カルカッタからボンベイまで、シドニーからメルボルンまで、パリからローマまで旅したという話を読みます。それぞれのルートの物理的な困難さを考えると、いずれも驚異的なタイムです。このようなテストはオートバイの耐久性を証明し、より収益性の高い用途への道を開きます。ボランティアの自転車部隊には、しばしば1台か2台のモーターが含まれており、現役では偵察目的で非常に価値があります。特に、軽機関銃を牽引できるほどのパワーがあればなおさらです。三輪車の前部に箱を取り付けた商人は、代表する会社の注文を求めて、迅速かつ安価に国中を駆け回ることができます。警察は道路のパトロールにモーターが役立つと考えています。大陸、特にドイツでは、都市や田舎の郵便配達員がガソリン駆動の三輪車を使って小包や手紙を集配し、それによって時間を大幅に節約し、サービスを向上させています。まもなく、「鳴り響くラッパの音」が再び千の田舎の地域で郵便配達人の到来を告げるだろうが、そのラッパの音は [182]それは、詩人カウパーが描写したように騎手のベルトにぶら下がるのではなく、きちんとした三輪車のハンドルバーに取り付けられるだろう。こうして歴史は繰り返されるのだ。

電動芝刈り機
写真][クリブ、サウスシー。
電動芝刈り機

この種の機械は1日に数エーカーの草を刈り取ることができ、効率的なローラーとしても機能します。オペレーターは席を離れることなく、集草ボックスの中身を空にすることができます。

オートバイがまだ完璧とは程遠いことは言うまでもないが、毎年、その設計と効率は確実に進歩している。厄介で扱いにくい蓄電池は、いずれはエンジンによって駆動され、走行中にシリンダー内の混合気を爆発させるための電流を生成する、すっきりとした小型のダイナモに取って代わられるだろう。バイクが停止しているときは、電流が必要なくなると停止し、必要になると再び流れ始めるため、何らかの隠れた「短絡」によって電気が漏れる心配はない。シリンダーヘッドに冷たい空気の流れを送るファンの導入により、シリンダーの適切な冷却は以前よりも容易になった。HLカレンダー教授は一連の実験で、エンジンの出力のわずか2～3パーセントしか消費しないファンが、坂道を登るために低速ギアを使用し、空気中の運動速度がモーターの余剰熱を運び去るのに必要な速度を下回ったときに、エンジンの効率を大幅に向上させることを示した。エンジンが爆発ごとに 2 フィート進むときに良好な作動温度を維持している場合、ギアの取り付けを介して進行量を 1 フィートに減らすと過熱するだろう。急な坂道では、この変更が望ましい。ファンは、自然な空気の流れを模倣することで不足分を補う。カレンダー教授が言うように、「オートバイ乗りにとって最も重要な点は、最小限のエネルギーで最大限のパワーを確保することである。 [183]重量。この目的を達成するには、まず広範囲の変速ギアと、低速ギアでの過熱を防ぐための効率的な冷却方法が不可欠です。変速ギアを使えば同じ結果が得られるのに、数カ所の坂を登るためだけに機械の重量と出力を倍増させるのは非科学的です。軽量ファンで十分な冷却ができるのに、重量と複雑さを伴う水冷に頼る必要はありません。

このように、ファンと少なくとも2速のギアがあれば、モーターサイクリストは2馬力のエンジンで、ペダルを使わなくてもほとんどどんな坂でも登ることができます。そのため、彼の動きは実質的に連続的です。快適に走行するためには、特に前部において、一流の道路以外を高速で走行する際に発生する振動から免れることが求められます。振動対策として、いくつかの効果的なスプリングフォークや空気圧装置が発明されており、これらと、それ自体が非常に弾力性のあるサドル用のスプリングピラーを組み合わせることで、長時間の走行の終わりに疲労感を引き起こしやすい衝撃をライダーからほぼ完全に軽減することができます。かつて神経への負担が大きいことで評判が悪かったモーター三輪車も、現在ではすべての車輪にスプリングが装備され、その滑らかな走行性は自動車に匹敵するほどになっています。

したがって、非常に扱いやすく、急勾配を登るのに十分なパワーを持ち、信頼性が高く、乗り心地が良く、燃料とオイルの消費が経済的である自動車があると仮定すると、自動車は、 [184]社会生活。ペダル式の自転車の普及により、労働者は以前よりも職場からずっと離れた場所に住むことが可能になった。 「明日、オートバイがあれば、彼の家は15マイル離れているかもしれない。そしてその余分な距離は、家賃と家族の健康に大きな違いをもたらすだろう。実際、それは、人が町で働き、田舎に家を持つことを可能にすることで、田園都市の理想と今日の産業環境をほぼ調和させることを約束している。もちろん、この利点は、田舎にたどり着くまでに果てしなく続くように見える道路を横断しなければならないため、他の大都市ほどロンドンには当てはまらない。しかし、ほとんどの製造業の中心地では、自動車を使う労働者は数マイルの移動でコテージの家にたどり着くことができる。さらに、ロンドンでさえ、この不利な点は将来、大部分克服されるだろう。なぜなら、ロンドンから主要な方向に伸びる、滑らかで埃のない、自動車交通専用の高速道路が最終的には必要になることは、この種のこととしては確実だからだ。…私自身の確信は、オートバイは、これまで知られている中で最もシンプルで、最も速く、最も安価な独立した移動手段であり、それらは今後、飛躍的な発展を遂げる運命にある。数年以内にオートバイと三輪車は数十万台売れるようになり、現代の社会や産業の状況の多くが、それらによって大きく、そして有益な影響を受けると私は確信している。[13]

脚注：

13. ヘンリー・ノーマン議員、『世界の仕事』より。

[185]

第10章
消防車
A消防署の扉に掲げるのにぴったりのモットーは、「迅速に助ける者は、二度助ける者である」だろう。その精神は、警報が鳴るとすぐに消防車に飛び乗り、数分後には全速力で現場へと駆けつける勇敢な消防士たちの姿に確かに表れている。

スピードと機敏さは、長年にわたり消防隊の代名詞となってきました。馬がいつでも消防車に繋がれるよう準備されていること、馬具が馬にかけられ、器用な指が瞬く間にバックルをきちんと留め、傍観者が何が起こっているのか理解する間もなく、たくましい馬たちが蹄を振り上げて地面を叩きつける様子などが、よく目にします。大都市に住む人なら、消防士の叫び声を聞いたことがない人はほとんどいないでしょう。その叫び声は、かすかなささやきから大きな叫び声へと変わり、どんなに交通量の多い車列も道の脇に消え、高速で走行しながらも巧みな操縦で事故をほとんど起こさない消防車のために、道を空けます。轟音、磨き上げられたヘルメットの輝き、そして火元へ向かおうと消防士たちと同じくらい熱心に努力する気高い馬たちの姿が一体となって、人々の記憶に長く残る光景を描き出します。

しかし、「馬力」エンジンは効率的ではあるものの、 [186]限界がある。動物の力と持久力には限りがあり、消防士は消防隊の編成に費やすわずかな時間さえも惜しむ。そのため、多くの町では、機械駆動の消防車が普及しつつある。ポンプを動かす動力は、駆動輪を回転させるという第二の役割も担うようになった。脱穀機に使われる蒸気機関も同様で、かつては馬に牽引されていたが、今では自走し、機械や他の車両を後ろに引きずっている。

初期の自動車型消防車は、ボイラーの蒸気を使って道路を走行していました。火災消火に関して非常に進取の気性に富んだ都市であるリバプールは、以前から強力な蒸気車を所有しており、これは通報から1分以内に出動でき、時速30マイルまでの速度で走行でき、毎分500ガロンの水を連続的に汲み上げることができます。その成功により、他のモーターエンジンも購入され、中には化学装置を備えたものもありました。この装置は、密閉されたシリンダー内のソーダ溶液に酸を作用させることで、火災現場の作業範囲内に入った瞬間に炭酸ガスを含んだ水を火に噴射することができ、ポンプ装置が作動するまでの間、非常に貴重な「応急処置」となります。

消防車2台
ロンドンのメリーウェザー社が製造した2台のモーター式消防車。左側の車両はガソリンエンジンで駆動し、ポンプ装置に加えて車輪付きの非常階段も備えている。右側の車両は蒸気エンジンで駆動する。どちらのタイプも馬よりもはるかに速く、時速20マイル（約32キロ）以上の速度で走行できる。

当然のことながら、ガソリンエンジンは消火活動においてその真価を発揮する場を見出しました。比較的省スペースであるため、消防士や装備のためのスペースをより多く確保できます。さらに、ガソリンエンジンはハンドルを回すだけで数秒で始動できますが、蒸気発生器は蒸気が発生するまで始動を待つ必要があります。 [187]メリーウェザー社は、時速40マイルの速度で走行可能な4気筒30馬力のガソリン消防車を製造しました。点火方式はマグネトー（または小型ダイナモ）と通常の蓄電池とコイルの2種類があり、電気系統の故障は起こりにくい設計になっています。毎分300ガロンのポンプ能力を持つこの種の高速モーターは、広大なカントリーエステートに特に適しています。本来の用途で使用されていないときは、家事や農作業に活用できます。歴史的に興味深い美術品で溢れたカントリーマンションが数多く存在するイギリスの現状を考えると、このような消防車がすべての物件に備え付けられていないのは残念なことです。「古い邸宅が火災で全焼」という記事をよく目にしますが、これは通常、救援が到着した時には手遅れだったために、わずか数時間で貴重な絵画、家具、その他の美術品が焼失したことを意味します。しかしながら、所有者は以前よりも責任感を強く持つようになっている。小型の手動式ポンプや、中程度の水圧の消火栓では、家屋とその内容物を守るには不十分だと考えられている。多くの施設では、電気照明用ポンプは、必要に応じて発電機またはポンプのいずれかを作動させるように設計されているか、あるいはモーターが車輪に取り付けられており、手で簡単に任意の場所に移動できるようになっている。

最新の消防車は、放水装置に加えて非常階段も備えている。このタイプの消防車はロンドン郊外の一部で見られる。化学薬品ボンベは [188]運転席の下には邪魔にならないように収納されており、その横にはホースのリールが巻かれている。「脱出」は車両の上部に載せられ、車輪は後端から突き出ており、上部はステアリングホイールより前方に少し突き出ている。伸縮式の梯子は、地面に下ろすとすぐに50フィートまで伸ばすことができる。人命救助は財産救助よりもさらに重要なので、火災発生後できるだけ早く脱出手段が手元にあることが非常に望ましい。この複合装置により、消防隊は火災がまだ比較的小規模な場合は初期段階で消火することができ、また階段上またはその付近で火災が発生し、出口が遮断された人々を救助することもできる。

ウォルズリー・モーター・カー社は、非常に有望な化学モーター式消防車を開発しました。20馬力のモーターは、重心を低く保つためにフレームの前方に配置されています。満載時には、8人の乗組員、9フィートのはしご2本、携帯式化学消火器2台、50ガロンの化学消火剤ボンベ、そして53ヤードのホースが巻き取られたリールを搭載しています。車輪は、木製の「砲車型」とワイヤー製の「スパイダー型」を組み合わせたもので、ハブの外端から木製のスポークの外端までワイヤーが張られており、急な方向転換や衝突による負荷に耐える力が強化されています。このように補強されていない砲車型車輪は、少しでもねじれると横に曲がってスポークが折れてしまう傾向があります。

イギリスは火災消火に関する問題において常に先導的な役割を果たしており、消防車に機械動力を初めて利用した功績はイギリスに帰せられるべきである。 [189]各国が彼女の例に倣い、その結果、ケープタウン、バルパライソ、モーリシャス、シドニー、ベルリン、ニューヨーク、モントリオールといった遠く離れた場所でも、ガソリンエンジンで動く消防車が見られるようになった。数年後には、大都市の消防隊が馬による牽引を放棄することは間違いないだろう。将来の消防ポンプは、街路の幹線にあるスイッチから供給される電力で駆動されるという提案もある。蓄電池に十分な電流を蓄え、ポンプを消防署から火災現場まで動かすのだ。その場合、電気モーターはサイズと重量の割に非常に強力なので、非常に強力なポンプを使用することも可能になる。今日でも、蒸気消防車は毎分2,000ガロンの水を噴射でき、水上用消防車はそれよりもはるかに多くの水を噴射できる。おそらく未来の消防車は、水道本管から十分な水量を確保できれば、毎分5,000ガロンの水を炎に放水できるだろう。そうなれば、大規模な火災を鎮火するために多数の消防車を呼び集める必要はなくなる。毎時30万ガロンの水量があれば、相当な規模の火災も抑えられるはずだ。

強力なエンジンの巨大なノズルから噴出される水の勢いは非常に強く、50ヤード離れた場所にいる観客にも重傷を負わせるほどです。ノズルに当たる水の反動は、時には一人でノズルを手で支える力を凌駕するほど強く、地面に突き刺すための尖った先端を持つ支柱や、はしごの段に取り付けられるフックなどが必要になります。アメリカでは、家屋の上層階への放水には、特別な「給水塔」がよく使われます。これは、高さ約25フィートの格子状の鉄骨フレームで構成されています。 [190]長い管の中に直径5インチの伸縮可能な鉄管が通っている。この塔は、通常よりも長く幅の広い荷車の一端に取り付けられており、旋回軸または支点の下にある基部に象限が組み込まれたラックギア機構によって垂直位置まで持ち上げられる。荷車に搭載されたシリンダーで生成された炭酸ガスがラックに接続されたピストンを動かし、ゆっくりと回されるバルブによって塔が垂直になり、そこでロックされる。ホースを内蔵した伸縮管は、その後、巻き上げ機によって引き上げられ 、
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1/2インチの ノズルは地上から約50フィートの高さにあります。ノズル自体はロッドとギアによって下から回転させることができ、水流の角度はロープで調整できます。複数のエンジンが同時にタワーホースに水を供給すると、毎分1,000ガロンの水を連続的に 2インチの水流に集中させることができます。
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1インチの ジェットを火に噴射する。

一般的な馬力式消防ポンプは、構造も部品もシンプルです。垂直ボイラーには、ほぼ水平に配置された多数の水管があり、炉内のガスと接触する表面積が大きいため、蒸気を非常に速く発生させることができます。ボイラーの実際の水容量は小さいため、専用のポンプで連続的に給水する必要があります。ポンプは通常2台または3台あり、蒸気シリンダーから直接ポンプのプランジャーに作動するピストンロッドを備えています。シリンダーとポンプの間にはロッドにスロットがあり、そこでクランクが回転し、クランク同士が連結され、さらにフライホイールにも連結されているため、安定した運転を維持できます。ポンプを出た水は大きな空気容器に入り、空気の緩衝効果によって送水時の急激な衝撃が軽減され、ホース内の水圧が一定に保たれます。

[191]

第11章
火災報知器および自動消火器
A町に最新鋭の消防車を装備した設備の整った消防隊があったとしても、火災発生を直ちに消防署に通報し、火災発生とほぼ同時に地元の機械式消火装置が作動しない限り、火災の猛威から効果的に守られているとは言えません。「やるべきことは、迅速に行う」ことが消火活動の成功の鍵であり、その重要性は、数百もの装置が発明されたことで実際に認識されています。そのうちのいくつかについては、次のページで簡単に触れていきます。

電気回路は、危険を知らせてくれる最も貴重な道具です。街路には、上部につまみの付いた円形の箱を取り付けた柱が点在しています。火災を発見したら、誰でもそのような柱に駆け寄り、つまみを覆っているガラスを割ってつまみを引き抜くことができます。この動作によって最寄りの消防署に警報が鳴り、数分後には消防車が救助に向かいます。また、通常の電話交換局や、消防署と直接電話で連絡が取れる警察署からも助けを呼ぶことができます。

[192]

人間の判断に最終的な価値を依存するあらゆる装置は、多くの点で不十分である。それらは、必ずしも満たされるとは限らない条件を前提としている。例えば、夜間に大規模工場の電線が可燃物に引火したとしよう。通行人が火災の初期段階で炎を目撃するかもしれない。一方で、火災警報が鳴る前に火勢がかなり強まっている可能性も十分にあり、その場合、消防隊が到着しても手遅れで、ほとんど効果がないという事態になりかねない。

したがって、我々が必要としているのは、危険を自動的に知らせる機械的な手段であり、その迅速さによって、近くにいる部隊や人々が怪物が生まれた直後にそれを締め上げる機会を得られるようなものでなければならない。また、攻撃すべき正確な地点を探し出すのに費やされる貴重な時間を節約できるような、場所に関する正確さも必要だ。

MIEEのGHオートウェイ氏は、1903年にロンドンで開催された国際消防隊会議で発表した貴重な論文の中で、火災が初期段階で通報された場合と、同じ火災が2階か3階に広がってから通報された場合とでは、被害の差はしばしば名目上の損失と「全焼」の差になると述べています。火災による損失を減らすことを目指す改革者は、まず警報を迅速に発令することに注力しなければならない、と彼は続けます。問題の真の解決策は、大規模な火災に対処するためにどれだけの装備が必要かということではなく、火災が発生した初期段階でいかに集中して対応し、制御不能になる前に火災を食い止めるかということです。彼は1902年のグラスゴーの火災記録を引用し、そこから、 [193]3件の火災だけで年間損失の40%を占め、10件の火災で73%、残りの706件でわずか27%、つまり1件あたり平均72ポンドでした。最初の3件の火災がもっと早い段階で通報されていれば、7万2000ポンド近くが節約できたでしょう。ロンドン消防隊の元隊長、サー・E・M・ショー大尉は次のように記録しています。「私は現役時代の大半を、火災発見後の消火活動に用いる機械式および油圧式機器の普及に費やしてきましたが、それでもなお、火災の早期発見と兆候に常に最高の地位を与えており、私の人生の主な労力を費やしてきた蒸気、油圧、その他多数の機械式機器には決して重きを置いていません。」

火災発生から15分が経過すると、鎮火は困難になることが多い。警報が鳴る前に倉庫の3階が炎上している状況を想像してみてほしい。消防車が次々と到着し、大量の水を炎に浴びせるかもしれないが、翌朝には「全焼」というニュースを目にする可能性が高い。どんなに手早く対処しても、9つの命は救えないのだ。

火災の悲しい点は、それが莫大な損失をもたらすことだ。商取引では、一方の当事者が損失を被っても他方の当事者が利益を得る。富は単に移転するだけで、依然として社会に残る。しかし、火災の場合はそうではない。巨大な綿紡績工場が焼失したとしよう。再建には確かに多額の資金が動くだろう。しかし、工場に既に投入された資金は一体何を生み出したのだろうか？何も残っていない。何十万ポンドもの資金が消滅し、何も残っていないのだ。 [194]彼らにとって、数年前に発生したオタワの大火災は、こうした人的努力の完全な喪失を示す恐ろしい例として記憶されるかもしれない。

火災報知器の歴史
自動検知装置に関する最初の記録は1763年のものである。同年、ジョン・グリーン氏が、紐、重り、滑車を組み合わせた装置の特許を取得した。この装置は、紐が燃え尽きると、指示用の信号機の腕が動く仕組みになっていた。しかし、この動作は視覚的にしか訴えないため、見過ごされがちであり、グリーン氏がこの発明で大きな利益を見出したとは考えにくい。

24年後、ウィリアム・ステッドマンが「哲学的火災警報器」を考案し、進歩を遂げた。「彼の装置は、首の部分が開いた回転式の球体で構成され、水銀、アルコール、またはその他の液体が入っていた。部屋の温度が上昇すると、液体の膨張によって液体が溢れ出し、トリガーが作動して機械式のゴングが鳴り響く仕組みだった。この装置は、先に述べたものよりは進歩しているものの、実用性に欠ける。液体の蒸発、水銀の膨張、クランクの固着など、容易に思いつくような原因で、この装置は役に立たなくなる。」[14]

1806年、火に水をかける自動方式が登場した。そのアイデアは実に単純だった。水道管のネットワークに、紐で制御される蛇口があり、紐が焼けて水が出る仕組みだった。3年後、ウィリアム・コングリーブは、火の位置を示す改良型の散水器の特許を取得した。 [195]建物内の火災は、複数の重りのうちの1つを落とすことで消火できる。しかし、紐は頼りにならない。火がない時に「劣化」して切れてしまう可能性があり、紐に頼った消火システムは諸刃の剣となるかもしれない。

19世紀には、火災警報と自動消火のための装置が数百種類も開発された。それらはすべて、火災による温度上昇に伴う金属の膨張または融解の原理に基づいていた。一時期は、回路閉鎖式温度計がその簡便さから広く普及した。 「その欠点は、集熱面が小さいこと、隔離されていること、そして最後に、そして最も悪いことに、動作が固定されていることです」とオートウェイ氏は言います。「温度計やヒューズ式警報器では、検出器を約10フィート間隔で配置するのが一般的で、どんな大きさの部屋にも一定数の検出器が設置されます。火災が発生すると、天井は熱で覆われ、すべての検出器がその影響を受けます。それぞれが影響を受けますが、いずれかの検出器が設定点に達するか、溶けるまで警報を発することはできません。はんだの組成を変えたり、ワイヤーの位置を変えたりする手段がないため、作動点は、年間を通しての産業用または季節的な最大熱に対して十分な動作マージンを確保できるほど高い値に設定する必要があります。そのため、冬に火災が発生した場合、または部屋の温度が最も低いときに火災が発生した場合、損失量が著しく、そして全く不必要に増加します。華氏150度で溶断するように設定された装置では、被害は、発生時の室温によって異なります。気温が華氏90度台であれば、 [196]わずか60度程度の気温上昇を待つだけで済むのに、冬の夜であれば、おそらく120度もの気温上昇を待ってから警報が鳴る。このような場合、無事に停止できる可能性はどれほどあるだろうか？

オトウェイ氏はさまざまな条件下でヒューズを検証し、その結論は実地試験に基づいて導き出されたものである。彼の主張の説得力を理解するのに、高度な知性は必要ないだろう。火災による温度上昇は、少なくとも初期段階では、大気全体の温度に相対的であるため、自動火災警報器は、いわば自然の熱の変動と​​並行して作動するべきであることは明らかである。したがって、「危険温度上昇」を100°に設定すれば、真夏の正午と同様に、寒い夜にも確実に警報が鳴るはずである。初期の火災警報器がこの点において不十分であったことが、消防当局から信用を失墜させた原因となったのである。

既に引用した著者は、完璧な警報器の機能について次のように述べている。

（a）あらゆる大気条件および産業条件下において、火災を均一に早期に検知すること。

（b）明確かつ紛れもないメッセージによって、敷地内に警報を発し、同時に消防隊にも警報を発する。

（c）攻撃を受けた建物内での発生場所を示すことにより、駆除作業を容易にする。

「メイ・オートウェイ」アラームは、時計に関して既に説明した補償方法の原理を応用することで、最初の難点を非常に独創的な方法で克服した。

アラームは、断面が鋼鉄製の棒で構成されています。 [197]目的に最も適した構造になっている。ロッドの両端近くにねじで取り付けられた銅線は、中央部がわずかにたるむほど長く、そこから銀の鎖が垂れ下がり、カーボン接点が付いている。カーボン接点のすぐ下には電気回路の2つの端子があり、カーボン接点が下がると回路が完成し、警報が鳴る。温度変化が非常に緩やかな場合は、鋼棒も銅線もゆっくりと伸びるため、たるみ量はほぼ変化しない。しかし、火災が発生すると、銅は鋼よりもはるかに速く膨張し、カーボン接点が回路を完成させるまでたるむ。この仕組みは非常にシンプルで、耐久性があり、安定性と信頼性に優れている。火災が鎮火し、温度が下がると、警報器は自動的に元の位置に戻り、次の動作に備える。

さて、2つ目の機能、つまり多くの場所で同時に警報を発する機能について説明しましょう。閉回路自体は直接ベルを鳴らすのではなく、「リレー」、つまりより強力な第2の回路を作動させます。実際、これは機関車を動かすのではなく、蒸気を点火するだけの機関士の対極にあるものです。一例として、ポプラ救貧院にこのシステムが導入されています。火災が発生した場合、276個の検出器のうちの1つがすぐに25個のベルを作動させ、各職員の部屋に1つずつベルが鳴ります。同様に、チードル・ハルムの倉庫労働者孤児院では、すべての寮と、少し離れた場所にある校長室を含むすべての職員が警報を発します。グラスゴーのアーサー・アンド・カンパニー社は、 [198]この倉庫には、600個もの「神経中枢」が備え付けられており、それぞれが4つの位置指示器に接続され、そのうち3つが中央消防署に接続された「マスター」指示器を作動させる。この巨大な施設には、火の悪魔が探知機に即座に発見されることなく、その恐ろしい企みを実行できるような隙間や隅っこはどこにもない。

助けを求める明確なメッセージを送る仕組みを少し見てみましょう。消防署には小さなタブレットがいくつかあり、それぞれがフラップで保護されています。フラップの外側には「SAFE」、内側には「FIRE」と書かれています。通常、フラップは閉じられています。回路が完成するとすぐに磁石がフラップを解放し、ベルが鳴り始めます。しかし、供給先の建物と消防署の間のどこかで接触により回路が誤って閉じてしまう可能性があります。そうなると、警備員がフラップが開いたタブレットに「J. Brown and Company」と書かれているのを見て、無駄な捜索で消防車をその場所に派遣してしまうかもしれません。

こうした誤報を防ぐため、送信機は駅に電話をかけるだけでなく、自動的に明確なメッセージを送信する。火災が発生すると、自動印刷機が作動し、モールス信号で書かれた暗号文を駅に4回送信する。回路の不具合ではこのようなことは起こらない。そのため、指揮官は受信テープに既知の暗号文が表示されているのを確認すると、部下を全速力で現場に送り出す。

目的地に到着すると、消防士たちは「位置表示器」から貴重な助けを得て、作業場所へと導かれる。特別なボードには、既に述べたものと同様のシャッターが1列または複数列表示されている。各列は1つの階に属し、列の各ユニットは [199]部屋を見れば、例えば2階の一番南側の部屋が問題箇所だとすぐにわかる。そのため、危険箇所への対処が終わるまでは、建物の他の場所から煙が出てきても気づかない。

消防士たちがこのような味方を高く評価するのは言うまでもない。消火活動が成功すれば、それは彼らの功績となる。また、彼らが直面する危険は大幅に軽減され、装備の摩耗もそれに比例して減少する。消防士は、その勇気と揺るぎない職務遂行で知られている。彼らの職業は時に過酷で、危険は確実であると同時に、時に恐ろしいほどだ。したがって、彼らの作業時間を短縮し、危険を軽減し、財産を損害から守るあらゆる機械的な方法を歓迎する。

オトウェイ氏は、敷地内と消防署での同時警報の必要性を特に強調しています。「私は多くの事例を覚えています」と彼は言います。「しかし、おそらく2年ほど前（1901年）のランカシャーの綿紡績工場の事例ほど良い例はないでしょう。火災は7時過ぎに発生し、導火線が切れて綿に引火しました。しかし、作業員たちは簡単な作業に見えたため、自分たちで対処することにしました。8時20分前、誰かが火が燃え広がっていることに気づき、消防隊を呼んだ方が良いと判断しました。そして、消防隊が到着しましたが、すでに火災の運命にあった工場は全焼してしまいました。どの地域でも同様の事例を挙げることができます。自動システムには、個人の努力を阻害するものは何もありません。従業員は可能であれば消火することができますが、いずれにせよ消防隊はタイムリーかつ明確な通知を受け、到着時に [200]火災が鎮火しているのを発見した時、悲惨な列車火災の後、ディングル駅を開放した際にトーマス警視正が言ったように、「それならなおさら良い。早く寝られる」。これが常識的な見方だ。消防隊が来ることを知っていても、補助員の働きは相変わらず賢明だ。そして、彼らを呼び出すための自動的な手段を用意する必要がある。なぜなら、火災に不慣れな人が適切なタイミングで適切な行動をとることは決して期待できないからだ。

上記の警報装置にその名を冠するメイ・アンド・オートウェイ社は、ニュージーランドで初めてこの装置を導入し、そこから大英帝国全土に広まった。最大の設置場所は、クラーク・アンド・カンパニー社のアンカー・ミルズ（ペイズリー）である。かつてはスプリンクラーのみで保護されていた広大な建物群全体が、現在では電気的にも保護されており、消防隊と接続され、消防署を通じて各消防士の寝室にも接続されている。ここで興味深い数字をいくつか挙げてみよう。内部警報回路の総延長は 119マイル（ 約190キロメートル）である。
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建物間を結ぶ数マイルに及ぶ地下ケーブル、19基の自動電信機、21基の自動位置表示器、直径1フィートの警報ゴング20個。

1905年1月初旬、昼食時にこれらの建物で火災が発生した。当時、工場の消防士のほとんどは昼食をとっていた。火災警報は工場の消防署と、工場の向かい側にある消防士の住居で同時に鳴った。消防士たちはすぐに現場に駆けつけ、炎を鎮火することができた。 [201]火災は倉庫兼事務所として使われていた建物内で発生したが、可燃物に火が燃え移る前に鎮火した。ただし、完成した糸の大きな山の一つが燃え上がった。しかし、消防隊はすぐに事態を収拾し、被害額は100ポンド未満に抑えられた。もし火災が通常の対応のまま放置されていたら、建物は完全に破壊されていたであろうことは疑いの余地がない。[15]

そのわずか数分間で、設置費用を何倍も節約できた。本当に。

「小さな火はすぐに踏み消されるが、
一度燃え盛ると、川の水でも消し止めることはできない。」

ここに、シェイクスピア風に簡潔にまとめると、防火に関する科学のすべてが表れている。

自動スプリンクラー
これらについては何度か言及されているため、簡単に説明しておきましょう。これらの装置が保護する建物には、各部屋に枝分かれする主配管と分岐配管のネットワークが張り巡らされています。各分岐配管の先端にはノズルがあり、その開口部は小さなプレートを支えた金属製のアーチで覆われています。アーチとノズルを塞ぐガラス栓の間には、溶けやすいはんだ棒が挟まれています。温度が危険点まで上昇すると、はんだが溶け、水によってガラス栓が押し出され、水はプレートに当たって四方八方に飛び散ります。

この装置は多くの場面で非常に役立ってきた。ブリタニカ百科事典（第10版）には、 5世紀のアメリカ工場相互会社（American Associated Factory Mutual companies）の記録には、
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1900年1月1日を末日とする年、 [202]スプリンクラーが作動した563件の火災のうち、129件は1本の噴射で消火され、83件は2本の噴射で、61件は3本の噴射で、44件は4本の噴射で、40件は5本の噴射で消火されたようだ。

消火バケツは応急処置として使える最もシンプルな道具であり、非常に効果的であることがしばしば証明されています。保険統計によると、他のすべての消火器具を合わせたよりも多くの火災がバケツによって消火されています。バケツに関して覚えておくべき重要な点は、常に満タンにしておく必要があるということです。そうすれば、いざという時に、それぞれに常時入っているはずの2ガロンの液体を探し回って慌てる必要がなくなります。カシエの雑誌（第20巻、85ページ）には、ある独創的な工場長が、敷地内のバケツをいつでも使える状態にしておくために行った方法が紹介されています。バケツを吊るすフックには、バケツがほぼ空の状態では持ち上げられるが、満タンのバケツを持ち上げるほどではないバネ鋼が取り付けられていました。各バネのすぐ上に、バケツの取っ手の邪魔にならない位置に、開放回路の電池からのワイヤーで接続された金属の先端が取り付けられていました。バケツが満杯の状態でフックに掛けられている間は、その重みでバネが押し下げられたままだったが、バケツが取り外されたり、蒸発などで中身がかなり減ったりすると、フックにかかっているバネが持ち上がり、金属の接点に接触して電池回路が閉じ、管理事務所のベルが鳴った。同時に、どのバケツに問題があるのか​​も分かるようになっていた。ベルは不具合が解消されるまで鳴り続け、この単純な仕組みによってバケツは誤用や手入れ不足から守られた。

脚注：

14. W・H・オートウェイ氏。
15. グラスゴー・イブニング・ニュース。

[203]

第12章
船舶の機械類
逆転機関 ― 船舶用エンジン速度制御器 ― 操舵機関 ― 送風・換気装置 ― ポンプ ― 給水加熱器 ― 給水濾過器 ― 蒸留器 ― 冷凍機 ― 探照灯 ― 無線電信機器 ― 安全装置 ― 船舶における電力伝送

W船旅をする多くの旅行者にとって 、寝台に立ち寄り、荷物を安全に収納した後、まず最初にする衝動は、機関室の上にあるハッチまでゆっくりと歩いて行き、船の心臓部である光り輝く機械を覗き込むことだ。そこには必ず何かしらのエンジンが作動しており、船底に蓄えられた巨大な力を思い起こさせ、機関室の鐘が鳴り響き、責任者が数千馬力もの動力を制御する巨大なスロットルを開けたときに何が起こるのかを予感させる。

船の縁から体を前に突き出すと、喫水線すぐ上の側面の穴から水が噴き出しているのが見えることがある。これは、ポンプがビルジを空にしているか、あるいは凝縮器がこれから行う作業に備えて冷却されていることを示している。

船首楼の方では、小さな補助エンジンが忙しく、マストに取り付けられた揺れる支柱にロープを通して、埠頭から荷物の束を持ち上げている。 [204]そしてそれを船底へと降ろし、そこで港湾労働者たちがきちんと梱包する。

上甲板の小さな区画には、何やら謎めいた、そしてあまり重要そうには見えない装置が収められている。しかし、それは舵を操作する装置であるため、スクリューを回転させる主機関に匹敵する重要な位置を占めている。

一般の乗客にとって、逆転エンジン、空気ポンプ、凝縮器、「給水」ヒーター、フィルター、蒸発器、冷蔵庫、換気装置といった、その他多くの機械類の存在は、おそらく全く想像もつかないだろう。陸上での経験から、電灯は「どこかの」エンジンと漠然と結びついているのだろう。しかし、これらの装置は非常に目立たないように作動しているか、あるいは人目につかない場所に隠されているため、何週間も旅をしても、その存在について耳にすることさえほとんどないかもしれない。

軍艦では機械類の量が飛躍的に増加する。実際、一級戦艦から最小の駆逐艦に至るまで、あらゆる軍艦は事実上機械の集合体であり、人間の居住空間は極めて二次的な位置づけに過ぎない。大砲は機械によって照準を合わせ、燃料を補給し、清掃されなければならない。そして、これらの工程は一見単純に聞こえるが、非常に精巧な装置を必要とする。キング・エドワード7世とネルソンのヴィクトリー号の機械構造の違いは、自動車と農耕用荷車の違いに匹敵するほど大きい。どの時代の機械技術の知識も、その時代の軍艦を見れば十分に測れると言っても過言ではないだろう。

巨大なシアーレッグ
写真][クリブ、サウスシー。
巨大な昇降脚は、軍艦にボイラー、大砲、砲塔などを下ろす際に使用される。脚の高さは140フィート（約43メートル）に達し、最大150トンの重量を支えることができる。

過去20年間で船舶用エンジンは飛躍的に改良された。しかし補助エンジンの進歩は [205]機器類の進化はさらに顕著になった。以前は、船舶の推進が最も重要視されていた。技術者たちは、可能な限り少ないスペースに最大限の動力を詰め込むという課題に注力した。これは主に、蒸気を徐々に大きくなるシリンダーで繰り返し使用する「複合式」エンジンと、ボイラーの設計改良によって実現された。この作業が順調に進むと、船舶の航行に絶対的に必要ではないものの、船舶の操縦の容易さ、快適性、経済性に大きく影響する補助機械にも注目が集まるようになった。その結果、現代の戦艦や客船の「工場」を見学することは、ますます驚きに満ち、それ自体が貴重な学びの機会となっている。

本章では、平和利用または戦闘利用を目的とした大型船舶に搭載される補助装置について解説する。多くの装置は両方の種類の船舶に共通しており、一部は一方の種類の船舶にのみ搭載されているが、搭載数の多さという点では「鋼鉄の壁」が明らかに優位性を持っている。

まず、

逆回転エンジン
すべての船舶用エンジンには、機関士が数秒で全速前進から全速後進に切り替えられる装置が備え付けられているべきである。バルブを切り替える操作には蒸気の助けが必要となるほどの力が必要となるため、機関室には特別な装置が設置されており、機関士が小さなレバーをどちらかの方向に動かすと、 [206]通常の位置から、シリンダーに蒸気を送り込み、ロッドを動かして主機関を逆転させます。リンク機構（特別な図がなければ説明できません）により、補助機関のバルブは作業が完了するとすぐに自動的に閉じられ、ピストンの片側または両側に一定の圧力がかかることはありません。逆転が急激になりすぎないように、補助機関のピストンロッドは延長され、グリセリンまたはオイルで満たされた第2のシリンダー内で作動する第2のピストンに取り付けられています。このピストンには小さな穴が開けられており、ピストンが動くと非圧縮性の液体がそこを通過します。液体の通過は緩やかなため、機関はバルブに大きな負荷がかからないように十分に慎重に逆転されます。これらの逆転機関は、蒸気供給が途絶えた場合には手動で操作できます。

船舶用エンジン速度ガバナー
船が荒波の中を航行し、波を乗り越える際に船体が揺れると、スクリューが時折水面から持ち上がり、それまで全速力で回転していたエンジンは突然負荷から解放されます。その結果、機械が「暴走」し、船の端から端まで非常に不快な振動が伝わります。そして、通常よりもはるかに速い速度で回転していたスクリューは、突然再び水中に沈み込み、回転に対して大きな抵抗を受けます。

エンジニアが「負荷」と呼ぶ、全負荷から無負荷への一連の変化は、たとえその悪影響がすぐに現れなくても、あらゆるエンジンにとって有害で​​あるに違いない。大きな応力が発生し、ボルトが緩んだり、重い部品が割れたりする可能性がある。 [207]クランクとシャフトが動作する基準、さらにはシャフト自体とスクリューに深刻な負荷がかかる基準。陸上では、負荷が変化する作業を行うように設定されたすべての定置式エンジン（事実上すべての定置式エンジン）には、一定の回転数を超えたときに蒸気を直接遮断する調速機が装備されている。これらのエンジンは、速度が徐々に増減する重いフライホイールを備えているため、より容易に制御できる。一方、船舶用エンジンは、それを安定させるのはスクリューだけであり、これは駆動する動力に比べて非常に軽い。実際、水から出るとすぐに、ほとんど制御の影響力を持たない。

したがって、船舶技術者は、エンジンが「暴走」するのを防ぐための何らかの機械的な手段を必要とする。エンジンは制御されないまま「自由回転」すると、1秒間に回転数が3倍に跳ね上がるため、この装置は非常に感度が高く、迅速に作動する必要がある。一方で、スクリューが水を吸い込んで再び作動を開始した直後に蒸気供給を絞ってはならない。

船舶用エンジンを制御するために、数多くの機構が考案されてきた。中にはかなりの成功を収めたものもあれば、ほとんど役に立たないものもあった。そして、船舶の調速は陸上エンジンほど繊細ではないという事実は変わらない。多くの蒸気船には調速機が装備されていないが、それは単純に、技術者たちがそのような装置に対して概して懐疑的で、「できれば面倒なことには関わりたくない」と考えているからである。

しかし、過去にどのような実績があったとしても、船舶用ガバナーは現在では十分に発展しており、多くの船舶の機関室に搭載されるようになっている。 [208]当社最大の船舶において、これまで製造された装置の中でも最高峰の一つとして、アンドリュース特許ガバナーを選定し、簡単な説明を付記しました。

機関は主に2つの部分、すなわちポンプとスロットルを閉じるラムから構成されています。2つのポンプは、空気ポンプレバーなどの機関の可動部品によって交互に作動します。ポンプは小さなパイプを通してシリンダーに水を注入し、そのシリンダーのピストンロッドが機関への主蒸気供給管にあるスロットルバルブを操作します。このシリンダーの底部にはバイパス、つまり人工的な漏れがあり、そこから水がポンプに戻ります。バイパスを通る流量は、ネジによる調整で制御されます。

ガバナーが毎分100回転に設定されていると仮定しましょう。この回転数を超えない限り、バイパスはポンプがシリンダーに注入できる量の水を排出し、ピストンは動きません。しかし、エンジンが高速回転し始めると、ポンプは過剰な水を送り込み、ピストンはすぐに上昇し始め、スロットルが閉じます。回転数が低下すると、再び漏れが優勢になり、強力なスプリングによってピストンが押し下げられ、スロットルが開きます。

スクリューが「高速回転」すると、ポンプはスロットルを閉じるだけでなく、速度が再び低下する前に装置のどこかに損傷を与えるほど強く押し付けると予想されるかもしれない。これは、ラムのピストンロッドと共に上昇するコネクティングロッドによって作動する第2の制御弁（またはリーク弁）の存在によって防止される。2本のロッドは、強力なバネによって互いに押し付けられ、一方のロッドのくぼみがもう一方のロッドの突起にかみ合うように保持されている。 [209]第二に、圧力が上昇してピストンが上昇すると、ロッドが持ち上がって第二弁が閉じられ、シリンダー内の圧力がさらに高まり、スロットル弁の閉じが速くなります。しかし、この圧力上昇は抑制されなければならず、そうでなければピストンがオーバーランしてエンジンが停止してしまいます。そこで、ピストンがストロークをほぼ終えると、コネクティングロッドがストッパーに接触し、ピストンロッドから外れ、スプリングがロッドを引っ張ることで第二制御弁が完全に開きます。ピストンは直ちに圧力が許す位置まで沈み込み、この動作が何度も繰り返されます。

制御は衝撃を伴わずにほぼ瞬時に行われ、エンジンの回転数を正常値の3パーセント以内に維持すると言われています。つまり、適切な回転数が100回転であれば、103回転を超えることも、97回転を下回ることも許されません。このような制御は、専門用語で言えば、非常に「精密」です。

このアイデアは非常に独創的です。ポンプが漏れに対抗して作動し、漏れを完全に抑え込むと、二次弁が作動して漏れの量を減らし、スロットルが閉じられるまでポンプの作用を徐々に速めます。そして、スロットルが閉じられると、二次弁は突然作動を停止し、漏れを完全に解放し、スロットルを素早く開くことで、蒸気の供給をほんの一瞬だけ遮断します。直径数インチの小さな削り出しネジを回すだけで、5,000馬力のエンジンの回転速度は、まるで「法定速度」を超えた瞬間に強力なブレーキがかけられたかのように、完全に制御されるのです。

[210]

操舵エンジン
事情を知らない人は、操舵室でスポーク付きの車輪を軽々と回している男が、自分の思い通りに舵を左舷または右舷に動かしていると思うかもしれない。しかし、高速で航行する大型船の舵は、車輪の軽快な動きに忠実に従う巨人が船底で働いていなければ、そう簡単には動かせないのだ。

操舵機関は、甲板上の小さな専用キャビンに設置されていることもありますが、多くの場合、乗組員が操作しやすい機関室に設置されています。操舵機関は通常、蒸気動力で動作します。2つの小さなシリンダーがウォームスクリューを回転させ、ウォームホイールと歯車列を回転させます。最後の歯車が、舵を動かすチェーンやケーブルに取り付けられた象限を左右に動かします。操舵手は、操舵輪を前進、後退、または中間ギアに入れるだけで済みます。シリンダーに蒸気が供給されると、舵はすぐに必要な位置に移動します。

特に独創的な蒸気ギアは、ロンドンのハーフィールド社製のものである。その主な特徴は、舵をどの位置に動かすにも一定の動力が維持される仕組みになっている点である。ボートを操縦した経験のある方なら、急なカーブを曲がる際には、わずかな方向転換に必要な力よりもはるかに大きな力を舵柄にかけなければならないことを覚えているだろう。さて、もし蒸気機関とギアが、あらゆる位置で舵に十分な圧力をかけるように設計されていたとしたら、船を左舷いっぱいに傾けるほどの力はあっても、穏やかな航行には明らかに過剰な動力となるだろう。 [211]動きが不自然になり、蒸気を無駄に消費してしまう。ハーフィールド式ギアでは、舵柄を操作するラックと噛み合う最後の歯車列が偏心して取り付けられている。ラック自体は円の一部ではなく、中央部はほぼ平らで、両端が鋭く曲がっている。つまり、ラックの歯が偏心歯車の回転のどの点でも噛み合うように曲がっているのだ。

舵が通常の位置にあるとき、偏心歯車の最長半径はラック側に向いています。この位置では、偏心歯車は最小限の動力しか発生しませんが、同時に必要な動力も最小限です。舵が傾くにつれて、歯車の半径は徐々に小さくなり、それに比例しててこの原理による力が増大します。そのため、エンジンには常に均一な負荷がかかります。

不運な運命を辿ったロシアの巡洋艦 ヴァリアグを含む一部の軍艦には、操舵手の意思で電流の方向を変えることができるモーターによって作動する電動操舵装置が装備されている。

すべての動力装置は、停電が発生した場合にすぐにハンドルを操作できるように配置されている。

送風および換気装置
鉄道機関車は、煙突から排気蒸気を勢いよく送り出し、煙突内の空気をすべて押し出して真空状態を作り出します。この空洞に空気が流れ込む唯一の通路は、火室とボイラーを端から端まで貫通する管です。ジョージ・スチーブンソンが発明した「誘引通風」がなければ、どの機関車も列車を時速数マイル以上の速度で牽引することはできなかったでしょう。

[212]

船上では、ボイラーで使用する真水は非常に貴重なので、火起こしに使うのはもったいない。不足分を補うために海水を使うと、ボイラーがすぐに腐食し、恐ろしい爆発を引き起こすだろう。そのため、必要な通風は、空気を吸い込むのではなく、炉に空気を送り込むことによって作り出される。

機関室は換気口を除いて外気から完全に隔離されており、換気口からは遠心ポンプによってかなりの圧力で空気が送り込まれます。この通風には2つの目的があります。1つは、そうでなければ耐えられないほど高温になる機関室の温度を下げること、もう1つは、火に十分な酸素を供給することです。送り込まれた空気は、炉を通る以外には逃げることができません。船の速度が落ちると「強制通風」が停止され、気の毒な機関員たちが新鮮な空気を求めて上がってくるのを目にします。紅海やその他の熱帯地域では、この汚れた、しかし役に立つ男たちは非常に苦労します。上の乗客が暑さに文句を言っている間、下の機関員は、薄手のズボンしか身につけていないにもかかわらず、ほとんど気を失いそうになります。

機関室も時として不快なほど暑くなることがある。例えば、1895年に試験航海のために就役したアメリカ合衆国のモニター艦アンフィトリテ号の場合を考えてみよう。

機関室と操舵室はどちらも換気が非常に悪かった。船はハンプトン・ローズからジョージア州ブランズウィックに向けて出航した。「約500マイルの航海は7月下旬に5日間を要し、その苦痛の度合いは海軍史上、おそらく類を見ないものだった。操舵室（機関室）の温度は [213]船内温度は150°を下回ることはなく、170°を超えることが多かったが、機関室の温度は150°前後で推移していた。最初の24時間は乗組員はよく耐えたが、2日目には7人が熱中症で倒れ、病欠リストに載せられ、そのうち1人は危篤状態だった。航海が終わるまでに、28人が医療処置を受けることになった。こうして生じた欠員は、甲板員の中から経験の浅い乗組員によって部分的に補充され、各当直には救命ボートの乗組員しか残らなかった。… 4日目の夕方、乗組員は文字通り火災と戦い、敗北した。当直の乗組員は次々と倒れ、機関はますますゆっくりと動き続けた後、蒸気不足で実際に停止した。… 翌朝の夜明けに私たちは出航し、目的地まで非常に慎重な速度で航行した。幸いにも目的地までは約10マイルしか離れていなかった。その朝の機関室の光景はこの世のものではなく、言葉では言い表せないほどだった。熱は生命を脅かすほどで、多くの欠陥のある継ぎ目や水柱から蒸気が噴き出し、工具、はしご、扉、そしてあらゆる備品は触れないほど熱く、炉の扉から漏れる煙で船内は充満していた。全く風が吹かなかったからだ。火を起こすために集められた男たちは、任務に就ける状態にある者の中でも精鋭だったが、肉体的にも精神的にも疲弊し、神経質で不安に満ち、意気消沈していた。勇敢なアイルランド人の火夫たちは、死ぬまで戦い抜くような男たちだったが、子供のように泣き叫び、甲板に出させてほしいと懇願していた。それほどまでに、彼らは長期間にわたる過酷な試練に耐え、完全に意気消沈していたのだ。「地獄の海」とは、しばしば何気なく使われる航海用語だが、まさにその通りの光景を目の当たりにした。一ヶ月間、 [214]その後、この船は南海岸で精力的に活動し、各地の港で民兵の訓練を行い、ポートロイヤルの新ドックでは酷暑に耐えた。29時間に及ぶ航海では、船内の温度が180度を超えることが頻繁にあり、記録的な暑さとなった。船内の温度はすべて、作業員が実際に作業する場所で測定されたものであり、高温になる隅や天井裏の温度ではない。[16]

その後換気装置が改良され、作業員たちは比較的快適に過ごせるようになった。引用した言葉は、作業員が働く場所で適切な空気の流れがいかに重要であるかを明確に示すのに十分だろう。深部採掘で遭遇する最大の困難の一つは、温度が機関室の温度に近づき、時にはそれを超えるにもかかわらず、4,000フィート以上の深さでは、上から冷たい空気の流れを送り込む作業が非常に困難になることである。

客船では、客室やサロンを換気するファンが常に稼働しており、汚れた空気を吸い出したり、新鮮な空気を送り込んだりしている。ファンの原理は遠心ポンプと非常によく似ている。中央が開いたケーシングの中で羽根が回転し、そこから空気が流入し、羽根によってケーシングの側面に押し付けられ、円周の開口部から排出される。公共施設などでよく見かけるような、一般的なスクリュー型のファンが使われることもある。

パンプス
どの蒸気船にも数種類のポンプが搭載されている。まず、一般的にシンプルな構造の大型ポンプがある。 [215]船底や船内の漏水箇所を排水するためのポンプです。「全員ポンプへ！」という掛け声は、蒸気コックを開ければ、よほど深刻な損傷でない限り、あらゆる浸水に対処できる機械が作動するため、今では蒸気船ではめったに聞かれません。言うまでもなく、これらのポンプは船舶の装備の中でも非常に重要な部分を占めており、これなしでは、多くの立派な船が着岸に苦労しながらも沈没していたでしょう。

凝縮器用のポンプは別の種類に分類されます。これらは遠心ポンプであり、シリンダーを通過した蒸気が流れる管の集合体の周りに冷たい海水を循環させる役割を担っています。こうして蒸気は再び水に変換され、ボイラーで再び使用できるようになります。ボイラーの種類と供給タンクの容量にもよりますが、15分から1時間ごとに、水のすべての原子が蒸発、凝縮され、ボイラーに送り返されます。

凝縮器の中には、冷却水がチューブ内を流れ、蒸気が気密室でこれらのチューブの周囲を循環する構造になっているものもある。いずれにしても、凝縮器は高温の蒸気に対して十分な冷却表面積を提供するように設計されなければならない。凝縮器ポンプの故障は重大な事故である。なぜなら、蒸気が無駄になり、それは大量の真水に相当するからだ。外洋では真水の補充は困難である。これは自動車の循環ポンプの故障に似ているが、その影響は異なる。

ボイラー用の給水ポンプを忘れてはならない。その効率的な動作は、船と乗客の安全を左右する。水は一定の温度に維持されなければならない。 [216]ボイラー内の一定のレベルまで水位を上げ、炉ガスと直接接触するすべての管やその他の表面が覆われるようにします。時折耳にする悲惨な爆発事故は、ポンプの故障、管や板の焼損、そしてそれらの必然的な崩壊によって引き起こされることが多いです。ウィアー社とワーシントン社は、商船や軍艦のボイラーに大量の水を注入するために使用される特殊な高圧ポンプの最も有名なメーカーの一つです。

飼料加熱器
船舶の燃料は外洋では容易に補給できないため、石炭消費量の節約は非常に望ましい。

沸騰した鍋に冷たいスプーンを入れると、スプーンが水の温度を吸収する間、沸騰はすぐに止まりますが、それはほんの一瞬のことです。同様に、ボイラーに冷たい水を供給すると、蒸気圧はすぐに低下します。したがって、給水温度が高いほど良いのです。

給水加熱器は凝縮器の逆の働きをします。凝縮器では冷水を使って高温の蒸気を冷却しますが、給水加熱器では高温の蒸気を使って冷水を加熱します。加熱器には様々な種類があります。広く用いられているタイプの一つは、バルブを通して冷水を噴霧し、そのチャンバー内に蒸気を流すものです。噴霧された冷水は高温の蒸気の中を通過する際に部分的に凝縮し、その熱の一部を吸収します。余剰の蒸気は凝縮器へと送られます。チャンバー下部のフロートがボイラーポンプへの蒸気供給バルブを制御し、一定量の水が蓄積されるとすぐに蒸気が放出されます。 [217]ポンプが起動され、高温の液体がボイラーに送り込まれる。

もう一つのタイプであるハンプソン式給水器は、給水に囲まれた波状のパイプを通して蒸気を送るため、液体と蒸気が実際に接触することはない。

ヒーターの味方は

給水フィルター、
フィルターは、ボイラー内に入り込んだ浮遊物質を除去します。浮遊物質はボイラー管の周囲に堆積し、効率を低下させるだけでなく、燃焼しやすくなる原因となります。フィルターで捕捉される最も危険な物質は、シリンダー内に入り排気蒸気によって運ばれてきた油脂です。

フィルターは、高圧用（ポンプとボイラーの間）と低圧用（ポンプと取水源となる貯水槽の間）のいずれかである。後者のフィルターは、供給流量を過度に制限しないよう、広い面積を確保する必要がある。

絹、キャラコ、ココナッツ繊維、タオル地、おがくず、コルク粉、木炭、コークスなど、様々な種類のろ過材が試されてきたが、安価で入手しやすく、耐久性があり、かつ完全に効果的な理想的な物質は、いまだに見つかっていない。

フィルターは、ろ過材の洗浄や交換が容易な構造であるべきである。

蒸留酒製造業者
さて、ここで船の設備の中でも機械と人間の両方にとって非常に重要な部分について見ていきましょう。 [218]人々はかつて、次のようなことを叫んだ老水夫と同じ立場にいたことがある。

「水、水、どこにでもあるのに、
飲む水は一滴もない！」

水は非常に重いため、船が積める量はごく限られており、乗客の当面の必要量に限られます。ボイラーは凝縮器を備えているにもかかわらず、安全弁の継ぎ目やパッキンの漏れなどによってかなりの量の蒸気を無駄に消費します。この損失は補填しなければなりません。なぜなら、既に述べたように、海水が浸入するとボイラーはたちまち故障してしまうからです。

最もシンプルな蒸留器は、水を蒸気に変えるボイラーと、それを再び液体に戻す凝縮器を組み合わせたものである。不純物を含む水に含まれる固形物は蒸気とともに蒸発しないため、蒸気をきれいな容器で凝縮すれば、飲用水として、あるいはエンジンのボイラーでの使用に適した水となる。

このシステムでは、1ポンドの蒸気から1ポンドの水が得られます。しかし、このような方法は燃料を大量に消費するため、次のような仕組みで動作する複合凝縮器が使用されます。

高圧蒸気はエンジンのボイラーから蒸発器の管に送られ、周囲の塩水を蒸気に変換します。ボイラーで発生した蒸気は、専用の凝縮器または給水加熱器へと送られ、そこで生成された蒸気は2つ目の蒸発器のコイルへと送られ、そこで水を蒸気に変換した後、再び凝縮器へと送られます。2つ目の蒸発器で生成された蒸気は、3つ目の蒸発器でも同様の働きをします。このようにして、1ポンドの高圧蒸気は直接水に変換されるだけでなく、間接的に2～3ポンドの真水も生成されます。

[219]

使用されている凝縮器は、エンジンに関連して既に説明したものと同様であり、これ以上の説明は不要です。蒸発器については、塩分やその他の物質が蓄積して清掃が必要になった時点で、容易に清掃できる構造になっています。通常、片側が蝶番で固定されており、縁全体に多数のボルトが設けられており、これらは簡単に取り外したり取り付けたりできます。

アメリカ海軍には、艦隊に十分な真水を供給することを唯一の任務とする艦船「アイリス」がある。この艦は1885年にニューカッスル・アポン・タインのR.およびW.ホーソーン社によって建造され、全長310フィート、幅 38フィートである。
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船幅はフィート。その大きさの割には燃料庫の容量が驚くほど大きく、石炭を約2,500トン積載できる。船首と船尾には巨大な貯蔵タンクがあり、合わせて約170,000ガロンの真水を貯蔵できる。蒸留器は1日に最大60,000ガロンの真水を生産できる。蒸留水1トンあたりのコストはわずか18セント、つまり40ガロンで1ペニーと見積もられている。多くの港では真水はこの3倍か4倍の値段がする上に、入手できたとしても純度が疑わしい。米西戦争中、 アイリス号と姉妹船のレインボー号は非常に役立った。

冷蔵庫
近年、冷凍肉の取引は飛躍的に増加している。オーストラリア、ニュージーランド、アルゼンチン、カナダ、そしてアメリカ合衆国は、毎年数百万ポンド相当の羊肉と牛肉を海を越えてイギリスやヨーロッパの人々の食糧供給に役立てている。

[220]

昔は、生きた動物は船に送られ、陸揚げ後に殺されるか、市場に出荷するために肥育された。この方法は費用がかさむだけでなく、悪天候で船が揺れると、不幸な動物たちが大きな苦痛を味わうことになった。

冷蔵機器の登場は、海上輸送を根本的に変革した。より多くの肉をより低い料金で輸送できるようになっただけでなく、輸送できる肉の種類も増えた。また、船の冷蔵倉庫には肉以外にも多くの品目が積まれており、バターや果物はその代表的な例である。

ショー、サヴィル、アルビオンといった、イングランドとオーストララシア間を航行する一部の汽船会社は、大量の死骸を輸送するために特別に建造された船舶を保有している。1隻の船体に100万体以上の死骸が詰め込まれ、赤道横断の6週間にも及ぶ長旅の間、完璧な鮮度を保ったまま運ばれたこともある。

旅客用蒸気船にはすべて、生鮮食品を保管するための冷蔵室が備え付けられています。乗客の快適さ、ひいては贅沢さはこれらの冷蔵室と密接に関係しているため、周囲の暑さの中で局所的な霜を作り出すために用いられる方法を少し見てみるのも興味深いでしょう。

冷蔵庫の基本的な原理は、液体が気体になる際に熱を吸収する（つまり、水を蒸気に変えるには火から熱を与える必要がある）、そして気体が一定量の熱を失うとすぐに液体に戻る、というものである。

次にアンモニアガスを例にとってみましょう。薬局で売られている「鹿角精」は、このガスを染み込ませた水です。通常の生活温度では、この水からガスが発生します。ボトルを嗅いでみれば、そのことが非常によくわかります。

[221]

この気体を氷点下37.3度まで冷却すると液体状態になり、その温度が沸点となります。同様に、蒸気を華氏212度まで冷却すると水になります。したがって、沸点とは単に変化が起こる温度を意味するにすぎません。

アンモニア液は気化する際に、周囲の空気や水などから大量の熱を吸収します。そのため、アンモニア液をコップ一杯分、水の入った洗面器に入れると、水から十分な熱を奪い、氷が形成されるほどになります。

船舶で一般的に使用される冷凍機は、アンモニア液を絶えず気化させ、気体を再び液体に戻す装置である。最初の工程で冷凍室で使用される冷気が得られる。この装置は主に3つの部分から構成されている。

（１）アンモニアガスを圧縮するための圧縮機。

（２）ガスを液化するための凝縮器。

（３）液体を気化するための蒸発器。

コンプレッサーはポンプです。凝縮器は、冷水が循環する管、または複数の管から構成されています。蒸発器は、塩水で満たされた容器の中を通るらせん状の管です。凝縮器と蒸発器の間にはバルブがあり、液体が適切な量で一方から他方へ流れるようになっています。

これで、一連の動作サイクルを観察できます。コンプレッサーは蒸発器から非常に冷たいガスを吸い込み、元の体積のほんの一部に圧縮することで加熱します。加熱されたガスは凝縮器コイルに入り、膨張する際に外部を循環する水の冷却効果を受け、熱を奪われて液化します。

[222]

次に、膨張弁を通してゆっくりと蒸発器に導入されます。ここで、気体になるために必要な熱を徐々に吸収します。熱源は、凝固点が非常に低いコイルの外側の塩水です。この塩水は、冷凍室の壁に沿って設置されたパイプ内をポンプで循環し、室内の空気から熱を奪い、水の凝固点よりやや低い温度まで冷却します。

この部屋は、熱伝導率が非常に低い木炭やケイ酸塩綿の層でしっかりと保護されている。この部屋が初心者にとってどのような印象を与えるかは、キュナード社の客船の冷凍室に関する以下の説明から推測できるだろう。 「それは奇妙で興味深い光景だ。ニューヨークに近づき、甲板は暑い日かもしれない。皆、日よけ帽をかぶり、薄着で歩き回っている。階段を数段降りて鍵を回すと、そこは冬。淡い色の鳥や獲物の死骸、赤みがかった肉の塊の上には、ガラスのような霜がキラキラと輝き、黄色いリンゴや黒いブドウは、まるで食料品店の菓子のように結晶化し、壁のパイプには1インチ近くの深さの雪がキラキラと降り積もっている。もしよければ、ここで雪玉を作って甲板に持ち上がり、遊歩道の屋根の下で日差しを避けてのんびりとくつろいでいる人々を驚かせることもできる。これこそ、昔ながらの塩漬け牛肉の樽や乾燥エンドウ豆の袋に代わる、現代版の楽しみなのだ！」

食料庫はキッチンにとても近いので、船底にいると、白い帽子をかぶった シェフが大勢のアシスタントを率いているキッチンをちらりと覗き見ることができる。巨大なオーブンの中には、目に見えない電気モーターの力で何十もの肉片がぐるぐると回転している。しかし、 [223]最も想像力を掻き立てるのは、卵を適切な時間茹で上げることができる電気式のゆで器です。底に穴の開いた金属製の柄杓が、沸騰したお湯の入った水槽の上に一列に吊り下げられています。それぞれの柄杓には、1分、2分、3分、4分といったように、一定の時間が刻まれています。卵を入れた柄杓を水の中に押し込みます。卵が茹で過ぎてしまう心配はありません。1分が経過すると、1分用の柄杓が飛び出し、その後も1分ごとに順番に他の柄杓が飛び出します。1日に2,000個以上の卵が消費されるような場所では、この巧妙な自動装置が重要な役割を果たします。

サーチライト
現在、すべての客船と軍艦には、夜間の危険（岩礁、敵艦隊、氷山、浸水した難破船など）を検知できる装置が搭載されている。艦橋、あるいは船体の他の主要な場所に、円形のガラス張りのケースがあり、背面には特殊な形状の鏡が取り付けられている。内部には、ほぼ接触している2つの炭素電極があり、ハンドルを回すと、その上を連続的に火花が飛び、まばゆい光を放つ。このアーク放電と呼ばれる光線は、ガラスレンズを直接通過するか、放物面反射鏡で捉えられ、ほぼ平行な光の束となって反射鏡から反射される。その光の束は驚くほど強力で、部屋のシャッターの隙間から差し込む太陽光のように暗闇を照らす。探照灯は特殊な発電機から電流を供給され、軍艦で使用される強力な装置の場合は、多くの馬力を消費する。 [224]数マイル離れた場所からでも、夜間のこれらの探査者の光線によって、印刷されたページは容易に読み取ることができる。

最も優れた探照灯は、海軍港の陸上に設置されている。戦争時には、敵艦艇を厳重に監視する必要があるからだ。ポーツマスには100万カンデラを超える光量を誇る探照灯があるが、ドイツのニュルンベルクにあるシュッケルト社が建造した巨大な探照灯には遠く及ばない。その光量は8億1600万カンデラに相当する。これほどの威力を持つ探照灯は、消費電流が膨大であるため、船上では役に立たないだろう。しかし、港で大都市の照明設備と接続されていれば、周囲数マイルにわたって周囲を照らすことができるだろう。

サーチライトは「目」としての価値に加え、「耳」としても利用できる。ドイツの科学者エルンスト・ルーマーは、海軍用プロジェクターからの光線を利用して電話をかける方法を発見した。アークに流れる電流の量は、電話用バッテリーと送信機の脈動によって制御される。光線を放物面反射鏡で捉え、その焦点にバッテリーと一対の感度の高い電話受話器に接続されたセレン電池を置くと、これらの光の脈動の影響が聞こえる。セレンは、照射される光の強度に比例して電気回路に対する抵抗が変化する金属であるため、サーチライトの光線の変動は、電話回路に同じ速さの電気的な変動を引き起こす。そして、これらの波は音声の振動から生じるため、セレン回路で発生した電気的な振動は、受話器で音声に変換される。このドイツ製の装置により、強力なプロジェクター光線を使って9マイルまたは10マイル先までメッセージを送信することが可能になった。

[225]

アメリカ海軍をはじめ、他の海軍でも夜間信号は電灯で点滅させる。アメリカ海軍で使用されているランプは、横方向に2つの区画に分かれており、上側のレンズは白色、下側のレンズは赤色である。これらのランプ4個がマストから上下に吊り下げられている。直列に接続された8個の白熱電球に接続されたスイッチボードにより、オペレーターは必要な信号を送信でき、一度に1文字または1桁の数字を点滅させることができる。米西戦争中、アメリカ艦隊はこのシンプルなシステムを大いに活用し、晴れた夜には4マイル（約6.4キロメートル）の距離まで非常に効果的に信号を送ることができた。

甲板上のヤードに吊り下げられた大型アーク灯は、夜間の船舶への石炭補給や荷揚げ作業に大いに役立つ。スイッチを入れるだけで、設備の整った鉄道駅のような明るさで甲板が照らされる。「薄暗いランタン」の時代は、大型客船、貨物船、軍艦にとって、とうの昔に終わったのだ。

無線電信機器
孤独は地球上から急速に消え去りつつある。ここで言う孤独とは、世界のニュースから完全に隔絶され、遠く離れた人々と連絡を取ることができない状態を指す。アメリカの辺鄙な牧場、人里離れたノルウェーのフィヨルド、鷲以外に生き物がいない永遠の丘陵地帯など、どんな場所でも、人々はまるで首都の賑やかな通りに住んでいるかのように、中国やペルーで何が起こっているかを把握することができる。電線こそが魔法のニュース伝達手段なのだ。人が行ける場所ならどこへでも電線は行けるし、それ以外の多くの場所にも届く。

[226]

例外を一つ挙げなければならない。それは海面だ。海底に敷設されたケーブルは、海上電信局として海面に浮かべても役に立たない。たとえ係留できたとしても、風や波によってすぐに破壊されてしまうだろう。もっとも、水深1000ファゾム（約160メートル）では、係留は現実的ではないかもしれない。

そのため、数年前までは、船の乗組員は港を出てから再び陸地に到着するまで、ごくまれに通りすがりの船から断片的なニュースを聞かされる以外は、完全に孤立していた。

状況は一変しました。大西洋を航行する大型客船のサロンに足を踏み入れると、テーブルの上に電報用紙が置かれているのが目に入ります。1990年代には、船上で電報用紙はサハラ砂漠でレインコートを着るのと同じくらい役に立たないものだったでしょう。しかし、船内に散らばっているパンフレットに目をやると、船にはマルコーニ無線設備が搭載されており、船内の電報室で提出されたマルコーニ電報は、エーテルの波に乗って遥か彼方の地平線の彼方まで届けられることが分かります。

船室の中では火花がパチパチという音とともに閃き、あなたのメッセージはマストの頂から絶縁体で吊り下げられたワイヤーから宇宙へと発射されます。状況が良ければ、汽船が沿岸局の通信範囲外に出る前に、見えない存在から返信が届くかもしれません。コーンウォールのポルドゥとニューファンドランドにある巨大な施設は、大西洋横断航海のどの地点でも船にメッセージを送るために使用できます。スペースとそれに伴う電力の不足のため、汽船の送信装置の容量は限られています。

[227]

マルコーニシステムの商業利用の可能性を最初に理解した海運会社は、ノルト・ドイッチャー・ロイド社で、同社の郵便汽船カイザー・ヴィルヘルム・デア・グローセ号に1900年3月に無線設備が設置されました。現在では、大西洋を航行する多くの大手汽船会社が当然のこととして無線設備を搭載しており、必要不可欠なもののひとつと位置付けています。キュナード、アメリカン・アトランティック・トランスポート、アラン、コンパニー・トランザトランティック、ハンブルク・アメリカン、ノルト・ドイッチャー・ロイドの各社は、このシステムを最大限に活用しており、その利便性は費用をはるかに上回ります。少し前までは、海上信号は範囲が極めて限られており、旗、腕木旗、灯火、音によって行われていましたが、嵐の天候では信頼性が低く、霧の中では役に立ちませんでした。また、送受信の動作が非常に遅かったため、多くのメッセージが未完了のまま残されました。

1903年12月11日付のタイムズ紙に掲載された以下の段落は、 船舶無線電信の非常に実用的な価値を示す重要な例である。「アントワープからニューヨークへ向かっていたアメリカの汽船クローンランド号は、昨日報じられたように、ファストネット海峡の西で操舵装置が故障し、引き返さざるを得なかったが、昨日の朝クイーンズタウンに到着した。客船の乗客は、この客船に搭載されているマルコーニ無線電信の有用性と、事故発生時に乗客がイギリス、スコットランド、大陸、さらにはアメリカの友人たちと容易に連絡を取り、アイルランド沿岸が見える前に返信を受け取ることができたことを、最高の言葉で称賛している。事故は火曜日の正午頃、客船がファストネット海峡の西130マイルの地点にいたときに発生した。 [228]直ちにクルックヘイブンのマルコーニ局に連絡が入りました。ドクスラッド船長は、アントワープにあるアメリカ船会社の主要代理店に、汽船の操舵装置の損傷状況と、西回り航海を断念せざるを得ないことを伝えるメッセージを送ることができました。1時間半以内に代理店から指示が届き、クルーンランド号は直ちにクイーンズタウン へ向かいました。一等客室の乗客の4分の3と二等客室の乗客のかなりの数が世界各地の友人にメッセージを送り、ファストネット海峡が見える前に大陸からも返信がありました。7、8人の乗客が親戚に電報で送金を依頼し、4件で返信があり、会計係が必要な金額を立て替えることを許可され、いずれの場合も乗客に送金されました。

このように船舶と陸地、あるいは船舶同士で通信できるようになったことで、航海に伴う不安の多くが解消された。数日間でも市場との接点が途絶えることが深刻な問題となるビジネスマンは、暗号などを用いて代理人に指示する長文メッセージを送ることができ、陸地に到着した際には、行動を決定づけるための情報を受け取ることができる。「非商業的な旅行者」も、故郷からのメッセージを受け取れば喜びと感謝の念を抱く。孤独感は消え去る。海は、ホラティウスが与えた「分離するもの」という意味のdissociabilisという称号を、もはや失ってしまったのだ。

バトルラムの修理
写真][クリブ、サウスシー。
バトルラムの修理

巨大なクレーンを使って戦艦の衝角を所定の位置に設置している様子。吊り上げ装置の近くに立っている人物が、衝角に比べて小さく見えることから、その大きさがよくわかるだろう。

汽船会社は、乗客に最新の情報を常に提供するために競い合っている。 [229]ニュース。航海中は毎日、速報、つまり小型新聞が発行され、船上の人々にとって興味深い出来事を非常に簡潔な形で伝えています。「汽船が航海中に収集する新鮮なニュースの量は相当なものであり、特に重要な出来事が起こる直前に出発したときは、故郷に残してきた忙しい生活の兆候を常に切望している乗客に大いに喜ばれます。また、入港する船が通信を開始したと発表されると、速報は熱心に求められます。船主は、巨大な船が狭い水域に入る前に指揮官と連絡を取り、船の動きに関する指示を出すことの重要性と有用性を認識しています。

沿岸部の適切な距離に慎重に選定された場所に設置されたこれらの通信局は、陸上の電信線または電話線に接続されているか、電信局の近くにあります。船の通過時刻は航海中の天候に大きく左右されるため、通信局は昼夜を問わず開いています。到着時に友人たちを出迎えたいと願う陸上の人々（良い知らせであれ悪い知らせであれ）にとって、この仕組みは船の到着予定時刻を正確に知らせてくれるため、風通しの悪い桟橋や埠頭で長時間待たされることなく、自由に過ごすことができます。雨の日や風の強い日には、こうした待たされ方は、どんなに温かく熱烈な歓迎も台無しにしてしまうほどです。

「船が出港してから2日後にアメリカ側からイギリスの辺境の陸上基地に送られた電報が、 [230]出港する汽船がそれを再送信し、驚いた乗客は2日後にイギリス沿岸に到着した。そして今では、何マイルも離れた、互いに視界に入らない船上の競合チームがチェスの対局を組むのはごく普通のことになっており、こうした興味深い対局の中には、決着がつくまでに2日以上かかるものもある。」[17]

海軍にとって、無線電信の重要性は計り知れないほど高まっている。精鋭艦隊の効率性全体が、宇宙空間を駆け巡るたった一つのメッセージにかかっていると言っても過言ではない。どの海軍も無線電信を駆使しており、中でも英国海軍本部はその先駆者である。演習中や戦術的な陣形を組んでいる最中でも、無線電信装置は常に稼働している。提督が号令をかけると、モールス信号機をぎこちなく通過する十数本の紙テープが、艦隊全体にメッセージを伝達する。日本の海軍の成功は、疑いなく、西洋電気科学の最新技術である無線電信を巧みに活用したことによるところが大きい。国家の運命が、船室のテーブル数平方フィートを占める機械の正常な動作にかかっている時代が、いつ来るかは誰にも分からない。無線電信は急速に発展してきたとはいえ、まだ黎明期にあるのだ。

安全装置
船舶は通常、鋼鉄製の隔壁によって区画分けされている。衝突や魚雷・砲弾による損傷が発生した場合、隔壁の扉を閉じることで、破損箇所から流れ込む水が船内に浸水するのを防ぐことができる。

[231]

デプトフォードのJ・ストーン社は、油圧式隔壁扉の特許を取得しており、その汎用性の高さから造船業者の間で大きな支持を得ている。各扉は、その上部に設置された油圧シリンダーによって閉じられる。隔壁内の水位が上昇すると、フロートによってシリンダーのバルブが自動的に開き、各シリンダーは操舵室や船内の他の場所から独立して操作できるほか、隔壁脇に設置された個別の手動レバーからも操作可能である。

したがって、扉はまとめて、または個別に閉めることができます。もし扉が閉められた状態で囚人が閉じ込められた場合、囚人は区画内のレバーを押すことで扉を開け、脱出することができます。しかし、扉はフロートの作用によって背後で閉まります。

船舶における動力伝達
船上には4種類の動力源があり、いずれも蒸気ボイラーから直接的または間接的に供給されている。それらは以下のとおりである。

（１）蒸気。

（２）高圧水

（３）圧縮空気

（４）電気

船舶によっては、4種類のトランスミッションがそれぞれ特有の長所と短所を持つため、多種多様な補助装置を駆動するために、これら4種類すべてが並行して稼働している場合もあります。しかし同時に、船舶技術者は、各種類のトランスミッションには専門的な訓練を受けた整備士が必要であり、それぞれ特有の複雑な問題が生じるため、トランスミッションの数をできる限り減らすことを好みます。

[232]

それでは、4つのエージェントを順に取り上げ、それぞれの価値について簡単に考察してみましょう。

蒸気はあらゆる工学分野で広く利用されているため、その仕組みは油圧、圧縮空気、電気よりも多くの一般の機械工にとって理解しやすい。しかし、船舶、特に軍艦においては、蒸気には非常に深刻な欠点がある。船の端から端まで、そして側面から側面まで張り巡らされた蒸気管のネットワークを想像してみてほしい。これらの管は、多くの障害物に遭遇するため、陸上では避けられるような曲がりくねった経路を通らざるを得ない。陸上ではスペースに余裕があるため、このような曲がりは避けられる。曲がり角があるたびに摩擦が生じ、動力が失われる。また、長い管の中での蒸気の凝縮はよく知られている。たとえ管がしっかりとジャケットで覆われていても、大量の熱が管路から甲板下の空気に放射される。甲板下の空気は一般的に、このようなさらなる暖房なしでは快適とは言えないほど密集していて高温である。そのため、動力が失われるだけでなく、不快感が増し、人間の効率が著しく低下する。さらに、蒸気管の存在に伴う危険性も忘れてはならない。もしそれが事故や海戦などで破損すれば、多くの人命が失われる可能性があり、少なくとも近隣のすべての機械設備が放棄されることになるだろう。

こうした理由から、現代​​の船舶の補助機械において蒸気を直接使用することを廃止する傾向が見られる。

高圧水は発熱や危険といった問題がなく、そのため、砲の訓練、灰や弾薬の運搬、操舵など、多くの重作業に利用されている。その大きな利点の1つは、非弾性であるため、作動する機械が過回転するのを防ぐことができる点である。 [233]水は非圧縮性であるため、「正の」駆動力を発揮します。したがって、機関室でポンプが1ストロークあたり1パイントの水を送り出す場合、すべての接続部がしっかりと締まっていると仮定すると、モーターにも1パイントの水が流れ込み、1パイントの水が流れることで必要な仕事が行われます。空気や蒸気、そして電気も、非常に精密に制御されていないと、変動する抵抗に対して作動する際に断続的に作動し、機関士の手を離れてしまう傾向があります。

水力発電に対する反対意見の一つは、システムからの漏水分をすべて船内で製造された真水で補わなければならないという点であり、これまで見てきたように、それは容易なことではない。

圧縮空気は蒸気と同様に爆発を引き起こす可能性がありますが、少量であれば甲板下の空気を冷却し、清浄化する効果があります。空気駆動モーターの排気も同様に換気を助けるため歓迎されます。戦闘艦においては、乗組員の身体状態が良好であることが極めて重要です。戦闘ハッチが閉められた戦闘時には、新鮮な酸素の供給は士官や乗組員の「持久力」を高めることにつながります。汚染された空気は精神的な弛緩と決意の弱化をもたらすため、重機の動力を別の用途に活用できれば、関係者全員にとって非常に有益です。

圧縮空気は、水の侵入を防ぐ手段としても有効です。容器に、本来あるべきように複数の防水区画が設けられている場合、これらの区画に流れ込んだ水は、内部の圧力が容器外部の水深と等しくなるまで空気を注入することで排出できます。

陸上の圧縮空気設備には貯水槽が含まれる [234]大型の空気貯蔵タンクは、必要になるまで空気を貯蔵でき、油圧動力で使用されるアキュムレータの代わりとなる。船上ではスペースの制約から、このような貯蔵タンクは最小限のサイズに制限されるため、コンプレッサーは空気をほぼ直接シリンダーに噴射して作業を行う必要がある。負荷、つまり作業が常に変化している場合、この直接駆動は多少厄介なことになる。コンプレッサーを最大容量で連続運転すると大量の空気を無駄にする一方、必要に応じて断続的に運転すると、より多くの注意が必要になるからである。そのため、一部の船舶技師は、圧縮空気が船上にある場合は、できるだけ多くの機能を圧縮空気で実行するのが望ましいと考えている。米国のモニター艦 テラーは、砲塔や砲の作動、弾薬の取り扱い、そしてやや珍しいことに操舵の制御にこの方式を利用している軍艦の一例である。最後の操作は、船の横に向かい合って配置された2つの大型シリンダーによって行われる。両者は共通のピストンロッドを備えており、その中央には舵柄が通る溝が設けられている。シリンダーへの空気供給は、船上の複数のステーションから車輪列を介して伸びるワイヤーによって制御されるバルブによって行われる。巧妙な装置により、舵柄が速く動きすぎるのを自動的に防止し、荒波による舵への衝撃を軽減する効果もある。

次に、第4の、そして最も近代的な送電方式である電気について見ていきましょう。その最大の利点は、電気が流れる電線が、電力の流れを阻害することなく、容易に曲がりくねった経路をたどることができる点です。そして、すべての船は [235]照明用の発電設備に加え、同じスタッフが補助機械用の第2の設備も管理します。電気モーターは振動がほとんどなく、出力の割に軽量で、遠隔操作も非常に容易です。そのため、ますます人気が高まっており、甲板ウインチ、錨巻き上げ機、弾薬巻き上げ機、換気ブロワー、クレーンなどに使用されています。また、砲塔の動きを制御するのにも最適であることが分かっています。

船内で電流が漏れ出した場合、圧縮空気や水の漏れよりもはるかに大きな被害をもたらすことは間違いないでしょう。電気は、あらゆる既知の制御手段を講じてもなお、船舶の金属構造を劣化させる可能性があると疑われています。しかし、これらの欠点は、海洋工学に応用される電気科学の進歩を妨げるほど深刻なものではありません。電気モーターの経済性、静音性、操作の容易さ、そして比較的小型であることは疑いようもなく、将来、私たちの海に浮かぶ宮殿や要塞において、より広範な利用につながるでしょう。

脚注：

16. FM ベネット、米国海軍技術者協会誌。
17. チャールズ・V・デイリー、『ザ・マガジン・オブ・コマース』誌。

[236]

第13章
「海軍の看護師」
J海軍 が浮体式蒸留所、浮体式石炭貯蔵庫、浮体式ドックを必要とするのと同様に、浮体式作業場も非常に重要な用途がある。浮体式作業場は艦隊に同行して航海し、そうでなければ船を港に戻さなければならないような修理を行うことができる。

イギリス海軍は、魚雷補給艦バルカンという、この種の貴重な味方を擁している。この艦には、既に述べた「補助装置」に加えて、非常に多くの機械が搭載されているため、この艦について簡単に説明することは興味深いだろう。

「海軍の看護師」として知られるバルカンは、1889年に進水した。全長350フィート、全幅58フィート、排水量6,830トン。21基の燃料庫には1,000トンの石炭を積載でき、さらに隣接する区画に300トンを追加で積載できる。石炭を満載した状態では、10ノットの速度で7,000マイルを航行でき、短距離であれば一流巡洋艦並みの速度で航行できる。

バルカン号で最も目を引くのは、船体中央付近に並んで設置された2基の巨大な油圧クレーンです。高さは65フィート、張り出し部分は35フィートあり、船を吊り上げることができます。 [237]魚雷防御網が展開され、船体側面には近づくことができない。クレーンの脚は船体を30フィート貫通して剛性を確保し、最も大きな負荷がかかる上甲板は強力に補強されている。各クレーンの支柱内部には、油圧ラム 17などの吊り上げ装置が収められている。
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直径はインチ、ストロークは10フィートです。4つの滑車により、リフトは40フィートまで増加します。1平方インチあたり1,000ポンドの全圧力で動作する場合、クレーンの吊り上げ力は20トンです。メインラムに加えて、はるかに小さいラムがあり、その機能は、ボートがフックされた後、実際に吊り上げる瞬間まで「スリング」（またはボートを吊り上げるケーブル）をピンと張った状態に保つことです。この仕組みがなければ、ボートが海上で上下する際にスリングが緩む危険があります。小さいラムが大きなラムを制御し、補助ラムがスリングを締め付けるまで大きなラムは作動できないため、吊り上げ開始時に危険な急激な動きが発生することはありません。

クレーンは2組の油圧シリンダーによって回転する。これらのシリンダーは、クレーンの足元にあるドラムに巻き付いたチェーンを作動させ、クレーンを円の4分の3だけ回転させる。

バルカンの甲板には、魚雷艇6隻と伝令艇3隻が配置されている。魚雷艇は全長60フィートで、時速16ノットの速度を出すことができる。敵艦を発見すると、これらの魚雷艇は出撃し、敵艦に強力な魚雷を発射して攻撃を仕掛ける。帰還後は速やかに回収され、元の停泊場所に戻され、次の任務に備える。

これらのクレーンは、修理のために他の船舶から重い機械部品を船上に吊り上げる際にも使用される。

12インチ砲が降ろされる
写真クリブ。
巨大な縦型クレーンによって、12インチ砲が軍艦の砲塔内の所定の位置に降ろされている様子。写真の左側には、そのクレーンの脚の一部が写っている。

[238]

船底には作業場があり、そこで外洋での「仕事」が行われている。そこにはかなり立派な設備が揃っている。15フィートから 3フィートまでの旋盤が5台ある。
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長さ数フィートの機械、穴あけ機、かんな盤、溝加工機、成形機、打ち抜き機、大工の作業台、組立工の作業台、そして鋼鉄溶解炉があります。油圧式鍛造プレスと機械式送風炉を備えた鍛冶屋もあり、あらゆる種類の工具も豊富に揃っています。修理部門の稼働には専用のエンジンが設置されています。

バルカンには、25,000カンデラのサーチライト、毎時5,000トン以上の水を排出するビルジポンプ、油圧機械に動力を供給する2組のエンジン、ホワイトヘッド魚雷に空気を供給する圧縮エンジン、蒸留装置、そして最後に、長さ17フィート、直径14フィートの巨大な円筒形ボイラー4基から蒸気を取り込む12,000馬力の主機関も搭載されている。

総じて言えば、バルカンは非常に完成度の高い洋上作業場であり、艦隊に追随するのに十分な速力を持ち、偵察活動さえもこなせる。その砲と魚雷艇は戦闘において非常に厄介な存在となるだろうが、実質的に装甲を持たないため、できる限り戦闘から距離を置き、「ホーネット」と呼ばれる魚雷艇を介して攻撃を行うだろう。バルカンは、専門家が提唱してきたタイプの艦艇、すなわち高速かつ非装甲でありながら、敵を追撃するために発射できる多数の魚雷艇を搭載できる艦艇の最初の例である。たとえ魚雷艇の50パーセントが破壊されたとしても、戦艦に魚雷1発が命中すれば、その代償は小さいだろう。 [239]既に述べた海軍のモーターボートは、まさにそのような巡洋艦にうってつけであり、もし決定的な瞬間に20隻ものモーターボートが海上に投入されれば、容易に戦況を有利に転換できるだろう。

[240]

第14章
潜水のメカニズム
D漁業は、 ロープと石という最も単純な道具だけで、最もシンプルな形で営むことができる職業であるため、その歴史は遥か昔、計り知れないほど遠い過去にまで遡ります。海の底に財宝を求めて探検した最初の人物は、地球の奥深くで鉱物を探し求めた最初の人物と同じくらい昔に生きていたと考えるのも無理はありません。何世紀にもわたって徐々に開発されてきた様々な道具についてさえ、記録は非常に不完全です。アレクサンドロス大王は、波の下に新たな征服すべき世界を求めて潜水する際に、体を濡らさない装置を使っていたと言われています。アリストテレスは、人が水中にしばらく留まることができる装置について言及しています。古典時代から得られる情報はこれだけであり、しかも非常に乏しいものです。

1500年の時を経て13世紀にたどり着くと、その中頃、ロジャー・ベーコンが潜水鐘を発明したと言われている。しかし、この中世の物理学者に帰せられる他のいくつかの発見と同様に、その信憑性は非常に薄弱な根拠に基づいている。16世紀初頭に出版された本には、帽子かヘルメットをかぶったダイバーの挿絵があり、その帽子には水面に浮かぶ革製のチューブが取り付けられている。 [241]膨らませた袋で水面を浮上する。これは明らかに潜水服の最も原始的な形態である。そして、1538年に2人のギリシャ人が、偉大な皇帝カール5世と約1万2000人の観衆の前で、体を濡らさずに済む巨大な逆さの容器の下を潜水したという記述を読むと、現在ではよく知られている潜水鐘を認識できる。

後者の装置が実用化されるのは1717年のことで、王立協会の会員であったハレー博士が鉛で裏打ちした木製の鐘を製作した。潜水士たちは必要に応じて樽いっぱいの空気を降ろしてもらうことで空気を供給された。彼自身の言葉を引用すると、「この水中鐘に空気を供給するために、私はそれぞれ約30ガロンの樽を2つ鉛で覆い、空の状態で沈めるようにしました。それぞれの樽の最下部には栓穴があり、沈む際に樽内の空気が凝縮すると水が入り、下から満タンに引き上げられると水が抜けるようになっています。そして、これらの樽の最上部の穴に革製のホースを取り付けました。このホースは栓穴より下に垂れ下がるほど長く、重りを付けて沈めておくことで、ホースの下端を持ち上げない限り、樽の上部の空気が逃げないようにしました。このようにして空気樽を準備した後、井戸の中の2つのバケツのように交互に上下させるための適切な装置を取り付けました。そして、樽が沈む際には、鐘の下縁に固定されたロープで方向を制御できるようにしました。このロープは各樽の革製ホースの両側のリングを通っており、ロープに沿って滑り落ちることで、樽は容易に上昇しました。」ホースの端を拾い上げるためにわざわざ立っていた男の手に渡した。 [242]鐘。これらのホースを通して、ホースの先端が樽の水面から出るとすぐに、樽の上部に含まれていた空気がすべて勢いよく鐘の中に吹き込まれ、同時に水が下の栓穴から入り込んで満たされました。そして、一方の樽の空気がこのように受け入れられると、合図とともにその樽が引き上げられ、同時にもう一方の樽が下降し、交互に空気が供給されました。非常に速く、そして十分な量の空気が供給されたため、私自身を含めて5人が水深9～10ファゾムの海底で1時間半以上も一緒に過ごしましたが、何ら悪影響はなく、反対の兆候が見られない限り、好きなだけそこに留まることができたでしょう。」海が澄んでいて太陽が輝いているときは、水中の鐘の中にガラス窓があるため、鐘の中で読み書きができるという事実に言及した後、博士は続けてこう述べています。「これは、真珠漁や潜水など、さまざまな用途に応用できる発明だと考えています。サンゴや海綿などの採取は、これまで考えられていたよりもはるかに深い海域で行うことができます。また、岩礁海底における防波堤や橋梁などの基礎の設置や設置、そして穏やかな海上で船底が汚れた際の清掃や洗浄にも使用できます。さらに、別の工夫を凝らすことで、潜水士がエンジンからかなり離れた場所まで出ることができ、小型の柔軟なパイプを通して空気が継続的に供給されることが分かりました。このパイプは、潜水士がベルに戻る際に目印として利用できます。

ハレー博士が発明したのは、 [243]潜水鐘だけでなく、潜水服も。ハレーは潜水機構のあらゆる用途を予見していたものの、 鐘や潜水服に加圧空気を送り込む手段がなかったため、その装置の有用性は大きく制限された。なぜなら、潜水鐘や潜水服が水面下に深く沈むほど、内部の水位が上昇してしまうからである。エディストーン灯台で有名なジョン・スミートンが補助装置として空気ポンプを導入し、鐘内部の空気圧を外部の水圧と等しくすることで、鐘内部を完全に水から守った。スミートンはハレーの浴槽を、一度に2人が入れる大きさの、重さ50cwtの四角い頑丈な鋳鉄製の箱に置き換えた。現代の潜水鐘は、このタイプの拡大版に過ぎず、電話、電灯、そして場合によっては、鐘が引き上げられたときに人が通れる特別なエアロックが備えられている。深海での作業が行われた場合、ベルが水面に到達した後、エアロック内の圧力は非常にゆっくりと低下させられる。これは、急激な圧力変化が人体に及ぼす悪影響を回避するためである。

潜水鐘は、通常、水硬性セメントで固定された巨大な石ブロックで構成される海底石積みの設置に非常に役立ちます。ヘルメットダイバーが、ブロックを設置する表面を調査し、準備します。次に、水面上に既に構築された石積みのクレーン、または特別に装備されたバージから吊り下げられた潜水鐘が作動します。ブロックは、専用のクレーンで海底に降ろされます。潜水鐘がブロックの上に降りてきて、乗組員は潜水鐘内部に吊り下げられた滑車でブロックをつかみます。 [244]鐘は荷物を積んだまま移動され、正確な位置に到達するとすぐに降ろす合図が出され、石はあらかじめ敷かれたセメントの上に静かに収まる。

現代のダイバーは潜水鐘から潜るのではなく、独立した専用の潜水装置を使用する。最初の実用的な潜水ヘルメットは、ドイツ人のクラインガートが考案したものであった。これはダイバーの腰までを覆い、底部が開いて汚れた空気を排出する仕組みになっていたため、小型の潜水鐘として機能した。それから20年後、つまりハレーの潜水鐘の発明からちょうど1世紀後、現在のロンドンの大企業シーベ・ゴーマン・アンド・カンパニーの創業者であるオーガスタス・シーベは、銅製のヘルメットと肩当てが一体となった、腰まで届く防水ジャケットに取り付けられた、より便利な「オープン」な潜水服を開発した。

開いたタイプの潜水服の欠点は、潜水士がほぼ直立した姿勢を保たなければならず、そうしないとヘルメットの中に水が入り込んでしまうことだった。そこでシーベ氏は必要な改良を加え、潜水服を足元まで伸ばすことで、潜水士を水から「しっかりと」保護できるようにした。

「密着型」ドレスの段階的な発展については割愛し、「深海の労働者」たちが古代の海の底を探査する際に使用する最新の装備に目を向けてみよう。

ドレスは、レギンス、ボディ、袖が一体型で、肩の部分に胴体を通せるほど大きな開口部がある。前面と側面に窓のあるヘルメットは、「銃剣式ジョイント」で肩当てに取り付けられ、肩当て自体は上端に固定されている。 [245]ネジで金属製のリングをプレートの下端に押し付け、ドレスの端を挟み込むことでドレスを固定する。

作業中のダイバー
写真クリブ。
作業中のダイバー

左側のブルージャケットを着たダイバーが持っているライフラインに、電話機の配線が埋め込まれていることに注目してください。ダイバーはこの電話機を使って、作業に関する指示を送受信することができます。

背面には吸気弁と排気弁がある。前面と側面の窓の間には、大きな音の電話機の送信機があり、上部には受話器と電気ベルのボタンがある。電話線と、ドレスの前面にあるボールジョイントで動作する強力な電灯の配線は、ライフラインに埋め込まれている。キャンバスとゴム製の空気管には、物体に接触しても絞り込まれないようにワイヤーで補強されている。17ポンドの重り付きブーツ、肩に掛けた2つの40ポンドの鉛のおもり、腰ベルトに装着したナイフが、ダイバーの装備を完成させている。深海の寒さを遮断するために必要な何層もの下着を除いても、総重量は140ポンド近くになる。このうち、銅製のヘルメットは36ポンドである。

表面には空気ポンプが設置されており、用途に応じて、単気筒複動式、複気筒複動式、または三気筒もしくは四気筒単動式など、いくつかの種類があります。いずれのタイプも、バルブを容易に取り外して点検できる構造になっています。

ダイバーにかかる圧力は約 4倍に増加する
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潜水者は水面下10フィート潜るごとに、体重が1ポンドずつ減少する。初心者は数ファゾムの深さで耳や目に激しい痛みを感じるが、内外の様々な臓器にかかる圧力が均等になると痛みは治まる。水面に浮上すると、体にかかる外圧が内圧よりも早く低下するため、痛みは再び現れる。 [246]したがって、潜水士にとって重要なのは「ゆっくり潜り、ゆっくり潜る」ことである。潜水という職業には、体力と機転の利く男性が必要である。極限の深さで作業できるのはごく少数だが、ベテランであれば一度に数時間、水深60フィート（約18メートル）の海にとどまることができる。潜水士が到達した最深記録はジェームズ・フーパーによるもので、南米沖で難破したケープホーン号の積荷を撤去する際に、7回潜水して水深201フィート（約61メートル）に到達し、そのうち1回は42分間続いた。

危険や不便さを伴う職業にもかかわらず、潜水夫は、その欠点を上回る報酬や魅力さえも見出している。給料は1日1ポンドから2ポンドと良く、深海サルベージでは、回収された財宝のかなりの割合を受け取ることが多く、その割合は水深が深くなるにつれて高くなる。セヴァーン・トンネルの掘削中に勇敢な偉業を成し遂げた潜水夫アレクサンダー・ランバートも、[18]は、グランドカナリア沖に沈没したアルフォンソ12世号 から7万ポンド相当の金を回収した報酬として4,000ポンドを受け取った。ダイバーのリディアードとペンクは、上海沖の水深160フィートに沈んでいたハミラ・ミッチェル号から5万ポンドを回収した。この船は中国の海賊に拿捕されそうになった。他にも、海の底から財宝が救出された例は数多くある。

潜水士にとって最も有用な分野は、間違いなく港湾作業と船底清掃に関連している。後者の目的のために、イギリス海軍の大型軍艦はすべて少なくとも1人の潜水士を乗せている。船が長期間水中に停泊すると、船底の板状構造にフジツボや海洋生物が蓄積する。 [247]大量の燃料を投入すると、船の速度が著しく低下し、燃料の無駄遣いになるだけでなく、戦争が勃発した場合には効率の低下を招くことになる。適切な道具を装備したダイバーの一団が、船をドック入りさせるよりもはるかに少ない時間と費用で、すぐに「汚れた船底」を清掃するだろう。

海軍はポーツマス、シアネス、デボンポートに潜水学校を設け、選抜された隊員に潜水技術を指導しており、潜水深度は徐々に120フィートまで引き上げられている。シーベ社とゴーマン社は世界各地で数百人の潜水士を雇用し、あらゆる種類の潜水艦作業に従事させているが、同社の機器の欠陥が原因で死亡事故が発生したことは一度もないと誇らしげに語っている。これは、製品が工場を出荷される前にすべての製品に対して非常に綿密な検査を実施していることと、従業員に徹底的な訓練を行っていることの両方によるものである。

海綿や真珠の採取産業では、潜水服が徐々に裸の潜水夫の力を駆逐しつつある。標準的な潜水服を身に着けた一人の作業員は、20人の天然潜水夫の仕事をこなすことができ、しかも素材を自由に選べるため、より効率的に作業を進めることができる。

この章の締めくくりとして、鉱山での探査や救助活動で現在使用されている装置について触れておきたい。鉱山では、有毒ガスが鉱夫たちを襲うことがある。この装置は、酸素で満たされたチャンバーと呼気中の二酸化炭素を吸収する物質が入った袋にチューブで接続された気密マスクで構成されている。装着者は同じ空気を繰り返し使用でき、1時間以上外部の空気から隔離された状態で過ごすことができる。この装置は、濃い煙の中を進まなければならない消防士にも役立つ。

脚注：

18. 『近代工学のロマンス』 212ページ を参照。

[248]

第15章
沈没船と財宝を引き揚げるための装置
私船舶建造に関連する科学技術が飛躍的に進歩してきた一方で、比較的浅い水深で沈没した船舶の引き揚げ技術にはほとんど注意が払われてこなかったのは、少々奇妙なことである 。1年間の船舶損失総数は、多くの勇敢な船員の命の喪失と、世界の莫大な富の消失を意味するため、恐ろしい数字である。失われた命は永遠に失われるが、積荷は水深180フィート（約55メートル）より深い場所に沈んでいなければ回収できる。しかし、現代のあらゆる機械を使っても、浅い水深から引き揚げられる船舶の割合はごくわずかである。

沈没した船を引き揚げる方法は、実質的に2つしかない。1つ目は、すべての漏れ箇所を塞ぎ、船内の水を抜き取る方法。2つ目は、船体の下にケーブルを通し、ポンツーン（浮き桟橋）や「ラクダ」と呼ばれる浮き桟橋を使って船体を持ち上げる方法である。

2番目の方法は、特に潮の干満差が大きい大河の河口でより一般的に用いられる方法です。ポンツーンは、引き上げる船舶よりも大きな総排水量を持ち、干潮時に船舶の上に移動されます。ダイバーは、船底に取り付けられた巨大な鋼鉄ケーブルの下を通ります。 [249]「ラクダ」と呼ばれるこの装置では、潮の流れに合わせてポンツーンが沈み、船の重量と同じ重さの水を押し出すと、船が持ち上がり始めます。ポンツーンは浅瀬まで曳航され、必要に応じて次の潮時に同じ作業を繰り返すことができます。甲板が水面上に出たら、すべての漏水が止まった時点で船内の水を汲み出すことができます。

潮汐のない水域では、自然の揚力に代えて人工的な動力を用いる必要がある。このような状況下では、サルベージ会社は強力なウインチを備えた艀を使用する。各艀は直径約30センチの巨大な鋼鉄ケーブルで最大800トンまで持ち上げることができる。ウインチは艀上を移動でき、ケーブルは垂直に垂れ下がり、艀をほぼ複数の長さに分割する横方向の溝を通って直接引っ張ることができる。沈没船の排水量が艀の半分程度であれば、ケーブルをポンツーンの内側の縁にあるローラーに通すことができ、ポンツーンの外側の区画に水を流し込むことで、引き上げる船の重量を相殺することができる。

イギリス諸島とヨーロッパには、10社の大手サルベージ会社が存在する。その中でも最も設備が整っているのは、ストックホルムのネプチューン社で、損傷状態であっても総額500万ポンド以上の船舶1,500隻を引き揚げてきた。その中には、不運な潜水艦「A1」も含まれている。しかし、この総額は、沿岸からほど近い海底に沈んだ莫大な富のごく一部に過ぎない。

難破船のサルベージから、多くの場所で海底に散乱していることが知られている貴金属や大型物体のサルベージへと目を向けると、イタリア人であるカヴァリエーレ・ピノの発明であるハイドロスコープに注目する必要がある。

[250]

1702年、スペイン北西海岸のビーゴ湾で、アメリカ大陸から運ばれてきた財宝を満載したガレオン船25隻が、イギリスとオランダの軍艦による攻撃を受け沈没した。これらの船には2800万ポンド相当の金が積まれていた。財宝は海底に沈み、今もなおそこに眠っている。

これほど高額な賞金は当然ながら大胆な精神を持つ人々を惹きつけ、その中にはジュゼッペ・ピノもいた。この発明家は数々の装置を発明したが、中でも最も有名なのは水中望遠鏡である。これは、海の深部を覗き込むための巨大な望遠鏡とでも言うべきものである。大きな円形のタンクが水面に浮かんでいる。タンク底部の中央からは、互いに連結できる一連のチューブが垂れ下がっており、チューブ全体を自由に短くしたり長くしたりできる。チューブを通って下端にあるチャンバーまで降りることができ、その側面にはパリのサンゴバン社が特別に製作した12個のレンズが取り付けられており、水中望遠鏡として機能する。

ピノの水中探査機はビーゴ湾でしばらく稼働しており、その作業はスペインの軍艦によって厳重に監視されている。軍艦は回収された財宝の20パーセントを徴収する。水中探査機は目の役割を果たし、対象物を持ち上げるには、気密性の高いゴム製の内部ブラダーを備えた大きなキャンバス製の袋を取り付ける。これらの袋には、外側の水圧を上回るまで空気が送り込まれ、袋はコルクのように浮き上がり、積荷を一緒に持ち上げる。「エレベーター」と呼ばれる、1つのフレームに固定された9つの袋で、25トンから30トンの物を持ち上げることができる。

これまでのところ、カヴァリエーレ・ピノは古いスペイン製の銃を回収し、 [251]大砲の弾や貴重な古木片などを見つけ、やがて彼は探している主な目的の種にたどり着くかもしれない。

スペイン艦隊の一隻で、マル島のトバモリー湾に沈んだもう一隻のスペインの難破船、フロリダ号は、何度もダイバーによる調査が行われてきた。この不運な船が積んでいたとされる財宝を回収しようとした最後の試みは、蒸気船シーライト号によるもので、海底で遭遇する可能性のあるあらゆる物体を吸い上げるために非常に強力な砂ポンプが使用された。ポンプとそれに付き添うダイバーによって、コイン、骨、宝石、木材、大砲、マスケット銃、ピストル、剣、そして上部に圧力をかけると脚が広がるように作られた羅針盤など、多くの興味深い遺物が引き上げられた。長さ54インチの大砲の1つには独立した火薬室があり、砲弾と詰め物がまだ砲身内に残っており、火薬室には火薬の痕跡が残っていた。後装式大砲のような、私たちが普段は近代的な発明品と考えているものが、石の球と並んで発見されたのは不思議なことだ。より重い物体は、もちろん潜水夫によって引き上げられた。この探査においても、財宝の埋蔵量はまだ掘り出されていない。

[252]

第16章
穀物の取り扱い
エレベーター ― 吸引式空気圧穀物リフター ― 空気圧ブラスト式穀物リフター ― 複合システム

エレベーター
Oロンドン、リバプール、マンチェスター、ブリストル、ハル、リース、ダブリンといった大港湾都市の埠頭付近には 、装飾の試みが全く見られない、厳格で醜い外観の巨大な建物が立ち並んでいる。しかし、私たちはそれらを敬意をもって見るべきだ。なぜなら、それらはヨセフの時代にナイル川沿いの住民にとってのエジプトの内陸穀物倉庫のような存在であり、イギリス諸島の住民にとって重要なものだからである。これらの建物の屋根や壁を取り払えば、小麦でいっぱいの巨大な貯蔵庫や、無数のパンの材料が深く敷き詰められた広々とした床が見えるだろう。イギリスの穀物倉庫（アメリカ人は「エレベーター」と呼ぶだろう）の総容量は1,000万クォーターである。この数字を8倍すればブッシェル数になり、1ブッシェルあたり約40個の2ポンドのパンを作るのに十分な小麦粉が得られる。

これらの穀物倉庫には、海外から輸入された穀物が保管されています。北米と南米の新たな土地が開拓され、ロシアの広大な小麦栽培地帯が開発されたことで、イギリスの農業は衰退し、私たちは食料の6分の5を輸入することに満足しています。 [253]パン類、そして家畜用の穀物飼料はそれ以上の割合を占める。穀物は米国、インド、ロシア、アルゼンチン、カナダ、オーストラリアから、多くの場合穀物輸送専用に建造された船舶で運ばれてくる。そして、すぐに流通させることはできないため、適切に設計された建物に大量に保管する必要がある。

これらは、穀物を広げて危険な発熱を引き起こす可能性のある余分な水分を取り除くための多層構造、または空気との接触を遮断できる巨大な貯蔵庫、つまり「サイロ」のいずれかで構成されています。実験により、小麦は乾燥していれば、空気を遮断した方が屋外に置くよりも保存に効果的であることが証明されています。古代エジプト人は、上から穀物を詰め、底部を叩くレンガ造りの穀物倉庫を使用しており、創世記に記された深刻な飢饉の記述から判断すると、少なくとも7年間は小麦を保存していました。前世紀にはサイロは評判が悪くなりましたが、現在では、木材、レンガ、鉄筋コンクリート、または鉄で構築され、正方形、六角形、または円形の断面を持つ密閉された貯蔵庫というエジプトの計画に戻っています。スペースを節約するために、それらは1つの屋根の下に多数が密集して設置されています。イギリス最大の倉庫には、なんと298万5000ブッシェルもの穀物が貯蔵されている。

このような膨大な量の穀物は、船から貯蔵庫や床への輸送、計量、片付け、そしてはしけ、沿岸船、または鉄道トラックへの移送のために、よく設計された機械を必要とします。リバプールのアレクサンダー穀物倉庫は、設備の整ったサイロ式穀物倉庫の典型的な例と言えるでしょう。この倉庫は240フィート×172フィートの大きさで、250個の六角形の貯蔵庫を備えています。 [254]レンガ造りの埠頭はそれぞれ深さ80フィート、直径12フィートです。穀物は埠頭の端に一定間隔で設置された4基のエレベーターによってバージから持ち上げられます。エレベーターは高さ40フィートまたは50フィートの木製の箱で、その内部にはバケツを備えたエンドレスバンドが上下に配置された2つのローラーの上を移動します。これらのローラーは船倉に降ろされ、穀物の大きさに応じて毎時75トンから150トンの速度で穀物をすくい上げます。バケツが上部のローラーに到達するとすぐに、中身を注ぎ口に空け、穀物を貯蔵庫に送ります。そこから穀物は2番目のエレベーターによって32フィート持ち上げられ、貯蔵庫から重力によって下の計量ホッパーに流れ込みます。2トンが集まるとすぐに、内容物は自動的に分配ホッパーに空けられます。これらすべての後でも、穀物にはまだ長い旅が待っています。穀物は、毎秒 9 ～ 10 フィートの速度で動く無限に続く平らなコンベアベルトに打ち出されます。このベルトによって埠頭に沿って水平方向に一定距離運ばれ、最初のベルトと直角に動く 2 番目のベルトに落下し、倉庫の受入用エレベーターへと運ばれます。再び持ち上げられ、今度は 132 フィートの高さまで建物の最上階に運ばれ、可動式の投下台車の上を通る 3 番目のベルトに落とされます。この投下台車はベルトの移動経路上の任意の位置に配置でき、穀物を 250 個の貯蔵庫につながるいずれかの注ぎ口に移送することができます。

ここでしばらく保管されます。市場で必要になると、貯蔵庫の底からベルトコンベアに流れ出し、配送エレベーターへと送られます。そこから、十分に換気された後、貯蔵庫に戻されるか、貨車や容器に積み込まれます。最初から最後まで、一粒の穀物が [255]船からトラックまで3マイル（約4.8キロ）移動する際に、一度も人の手に触れてはならない。

穀物の垂直搬送は一般的にエンドレスベルトによって行われ、ベルトには短い間隔でバケットが取り付けられています。手作業または機械によってバケットに供給された穀物は、すくい上げられ、上方に旋回されます。そして、移動経路の最上点を通過し、バケットが下降を開始すると、遠心力によってホッパーに飛び込み、ホッパーは既に説明したように、穀物を移動ベルトへと導きます。

しかしながら近年、貨物を船から倉庫へ、あるいは船から船へと、柔軟なチューブを通して移送する空気圧式昇降方法に大きな注目が集まっている。動力源は、真空状態を埋めるために流入する大気圧、あるいは蒸気噴射器がボイラーに水を送り込むのとほぼ同じように、チューブを通して穀物を吹き込む高圧空気のいずれかである。時には両方のシステムが併用されることもある。まずはこれらの方法をそれぞれ個別に検討してみよう。

吸引式空気圧穀物リフター
これは、ロンドンのミルウォール・ドックの技師、フレッド・E・ダックハム氏の発明です。穀物をイギリスに運ぶ船には、しばしば「混合」貨物も積まれています。小麦の移動と同時にこの混合貨物の荷揚げを進めるためには、ハッチを空けておく必要があります。穀物がハッチの真下にある限り、バケットエレベーターで届きますが、そうでない場所にあるものはすべてバケットの範囲内に運ばなければなりません。これは、 [256]たとえ機械を使って「トリミング」を補助するとしても、労働力は必要です。そこでダックハム氏は、船内のどの隅にも簡単に届くエレベーターを設計しました。主な構成要素は、大きな円筒形の気密タンク、そこから空気を排出するエンジン、そして片端がタンクに接続され、もう一方の端にノズルが取り付けられた、内側が鋼鉄で覆われた長いホースです。これらのホースは受入タンクから穀物まで伸びており、空気が1平方インチあたり5～6ポンドまで排出されると、穀物はチューブを通ってタンクに飛び込みます。タンクの底部には巧妙なエアロックがあり、真空状態を損なう空気が入らないように穀物を下のビンに通過させます。ロックは自動で、一定量の穀物が集まるとすぐに横に傾き、穀物が流れてきたポートを閉じ、ヒンジ付きのドアを通って落下させます。2つのロックが連結されており、一方が排出している間にもう一方が充填されます。この種の昇降機は、1時間に150トン以上の穀物を移動させることができます。ダックハム氏は、この発明には処理能力の制限がないと主張しています。動力源は蒸気機関のみで、それ以外は事実上何にも依存しません。柔軟な吸込口を穀物の中に埋めておくには、1人の作業員で十分です。ノズルは隅々まで届きます。パイプはハッチのごく一部しか占めません。船が横付けされるとすぐに稼働させることができます。この機械1台で、1日に25万ブッシェルもの穀物が処理されます。

空気圧式エレベーターは、ドック内で移動できるように、多くの場合、浮体式の台座に設置される。

[257]

空気圧式穀物運搬機
このシステムは、先ほど説明したシステムとは異なり、大気圧より数ポンド高い圧力に圧縮された空気によって穀物が パイプまたはホース内を移動します。メインホースに取り付けられた小さなチューブが圧縮空気をノズルに送り、そこから穀物がチューブに入ります。ノズルは、穀物の中に埋め込まれた短い金属パイプで構成されています。その半分はジャケットで覆われており、そこに圧縮空気が流れ込みます。空気がパイプの内側の端からメインホースに高速で流れ込​​むと、パイプ内に真空状態が生じ、穀物が吸い込まれます。穀物は、その背後の圧力によってホース内を上昇します。既に述べたように、この空気圧式エレベーターの動作は、蒸気インジェクターの動作と似ています。

複合システム
状況によっては、吸引と送風を組み合わせて使用​​するのが便利な場合がある。吸引によって穀物を船倉からエレベーターに引き込み、そこから送風によって倉庫に移送する。この作業のために特別な船が建造されており、例えばギャリーオーエン号は、船からバージに穀物を移送するための吸引装置と、倉庫や別の船に穀物を積み上げるための送風装置を備えている。ギャリーオーエン号は通常のスクリュー式蒸気船の船体とエンジンを備えているため、シャノン川を往復航行でき、船の喫水を十分に減らしてリムリック港まで到達できるように、部分的に荷揚げすることができる。このような浮体式エレベーターは、1時間に150トン以上の穀物を処理できる。

[258]

第17章
機械式搬送装置およびコンベア
機械式コンベア ― ロープウェイ ― ケーブルウェイ ― テルフラージュ ― 海上での軍艦への石炭補給

A 埠頭から船側まで敷かれた板の上を石炭の袋を運ぶ男、モルタルの入った桶を持って梯子をゆっくりと登るレンガ職人の労働者――これらは、ある場所から別の場所へ資材を移動させる最も原始的な方法を示している。前者の場合のように手押し車が使われ、後者の場合のようにロープと滑車が使われることで、作業は多少は進んだものの、達成した作業量に比べて労力は依然として大きい。もしこのような方法が鉱業や製造業といった大企業で一般的に行われるとしたら、人件費は破滅的なものになるだろう。

輸送手段の発展は、あらゆる種類の機械の改良と同時に進んできた。産業が成功するためには、あらゆる面で経済的に運営されなければならない。したがって、小麦が播種のために選ばれてからパンになるまでの歴史をたどると、機械的に地面に植えられ、機械的に刈り取られ、脱穀され、加工され、機械的にエレベーターに運ばれ、機械的に貯蔵庫に移され、機械的に打ち込まれるのがわかる。 [259]トラックや船で運ばれ、機械で製粉所に運ばれ、そこで洗浄、粉砕、計量、包装され、機械でトラック輸送され、機械で酵母と混ぜられ、焼き上げられ、場合によっては機械で動く車両で配送される。その結果、2ポンドのパンが3ペンス未満で手に入る。価格が小麦の生産量だけで決まると考える人は大きな間違いを犯している。なぜなら、取り扱いと輸送のコストが安いことが、少なくとも同等に、完成品の価格の安さにつながっているからである。

あらゆる家庭に備え付けられている金属製品についても、同じことが言えるだろう。鉄鉱石が鉱山から鉄道へ、鉄道から製錬炉へ、そして地面から炉の頂上へと安価に輸送されていなければ、フェンダーはもっと高価になっていただろう。要するに、大量の原材料や完成品を移動、保管、流通させる必要のあるあらゆる産業において、機械式コンベアは人間の労働力を著しく代替しており、こうした装置がなければ、その産業を運営する人々は破滅するか、あるいは価格が著しく高騰するかのどちらかになる以外に、産業を運営する方法を想像することさえ難しい。

現在世界中で一般的に使用されているエレベーターやコンベアの種類は非常に多岐にわたるため、以下のページでは厳選されたいくつかの例のみを取り上げます。

大まかに言えば、機械式搬送装置は大きく2つのカテゴリーに分類できます。（1）ベルトコンベアや空気圧式穀物排出装置などのように、材料を連続的に搬送するもの、（2）テルファーのように 断続的に動作するものです。[260] 空中索道で使われるスキップ（荷物の積み下ろし）装置。第一種は短距離輸送に最適で、第二種は長距離輸送、または強力なグラブで一度に大量の資材を運搬する必要があるような状況に適しています。

搬送装置には、垂直方向のみで動作するもの、水平方向のみで動作するもの、そして両方の動きを組み合わせた大型のものがあります。また、単に材料を投入したり取り付けたりするだけのものもあれば、移動しながら積荷をすくい上げるものもあります。詳細な違いは数多くあり、それぞれのタイプに特化した章で詳しく説明します。

機械式コンベア
穀物輸送に関連して、すでにベルトコンベアについて触れてきましたが、石炭、コークス、ダイヤモンドの「土」、金鉱石、その他の鉱物の取り扱いや、袋詰めされた荷物の移動にも使用されています。ベルトはゴム製、または上面にゴムを貼ったバラタ製で、上面は摩耗の大部分に耐える必要があります。また、端をヒンジで連結した金属板で構成されている場合もあります。

ベルトコンベアの改良型として、傾斜面または垂直面を持つ連続トラフ型コンベアがある。これは、両端が開いたセクションを連結して作られており、終端ローラーを通過できるようになっている。直線移動中はセクションの側面が接触し、搬送物が漏れるのを防ぐが、ローラー部分では両端がV字型に開く。

別のタイプのコンベヤは、搬送対象物が引っ張られる固定されたトラフを備えている。 [261]ケーブルまたはローラー上を走るエンドレスチェーンに取り付けられたプレートによって搬送される。あるいは、プレートを周期的に前後に引きずる方式もあり、プレートはフラップバルブのように一方向にのみ吊り下げられ、後退時に材料の上を通過し、前進時に材料を挟み込む。振動コンベヤは、ヒンジで支持された支持部上で前後に移動するトラフであり、振動によって内容物が徐々に揺らめきながら搬送される。プレートを引きずったり押したりする必要がないため、このタイプのコンベヤは、粗雑な取り扱いによって損傷を受けやすい材料に非常に適している。

ロープウェイ
ある人がXからYまでの距離を尋ねたところ、「直線距離で10マイルです」という返事が返ってきた。その地域は山がちなので、彼はその答えに納得せず、「ああ、でも私は カラスじゃないんですよ」と言った。鉄道を敷設する技術者なら、この紳士の気持ちがよく分かるだ​​ろう。なぜなら、直線距離でわずか数マイルしか離れていない場所でも、勾配を緩やかに保つためには、それらを繋ぐために何マイルもの長さの線路が必要になることを、彼らは悲しい経験から知っているからだ。

機関車、鉄道車両、貨物トラックは非常に重く、母なる大地の堅固な胸の上を走らなければなりません。しかし、比較的軽い物体であれば、ことわざにあるカラスの飛翔、あるいはアメリカのいとこたちが言うところの「一直線」に非常によく似た道を作ることができます。ノルウェーやスイスを旅行したことがあるなら、おそらくあちこちで、急流に渡ったり、狭い谷に張られた鋼鉄製のワイヤーロープを目にしたことがあるでしょう。農民たちはこれらのロープを使って干し草を刈り取ったり、 [262]山腹から自宅まで、あるいは荷車に積み替えられる道路近くの地点まで、薪を積み込む。冒険好きな人々は、一見頼りなさそうな鋼鉄のロープに自らの体を預け、ブレーキを使って降下速度を制御することさえある。

現代のロープウェイとケーブルウェイの歴史は、1930年代にワイヤーロープが発明されたことに遡ります。この発明により、重量に対して非常に高い強度を持ち、摩耗に耐えるのに十分な硬さがあり、繰り返しの応力で伸びるほど弾力性のない、柔軟な搬送手段が実現しました。混乱を避けるために、ロープウェイは資材の運搬のみに使用される空中軌道であるのに対し、ケーブルウェイは運搬だけでなく巻き上げも行うと述べておきましょう。さらに、ケーブルウェイは単一のスパンであるのに対し、ロープウェイは適切な間隔で設置された塔や柱の上を最大20マイルもの距離にわたって運搬されるという点も、両者の違いとして挙げられます（ただし、すべての場合に当てはまるわけではありません）。

ロープウェイは大きく2種類に分けられます。1つ目は、運搬物の重量を支えるロープが動くタイプ、2つ目は、運搬ロープが固定されており、運搬物（コンテナやトロッコなど）が別のロープで引きずられるタイプです。動くロープ式は、600ポンド（約360kg）以下の軽量物運搬に最適ですが、2つ目のタイプでは5トンから6トンの重量物も運搬されることがあります。どちらのタイプも、運搬量に応じて単線または複線になります。複線ロープウェイの主な利点は、連続運転が可能で、電力消費を抑えることができる点です。 [263]出荷地点よりも低いレベルで配送する必要がある場合、下降する満載のトラックの重量を利用して、上昇する空のトラックを引き上げることができます。支柱を立てられる場所がほとんどない非常に険しい地域では、2,000 フィートまたは 5 分の 2 マイルのスパンは決して珍しくありませんが、技術者は当然、より小さなサイズのロープを使用できるように、スパンをできるだけ短くしようと努めます。

興味深いロープウェイをいくつか見てみると、まず目に留まるのは、最近、元の灯台が建っている岬の下の海岸線に新しく建てられたビーシーヘッド灯台の建設に使われたものだろう。利便性を考慮して、作業場や資材置き場などは、海抜400フィート、新しい灯台の建設予定地から直線距離で約800フィートの崖の上に設置された。崖の頂上と海上の足場の間には、2本の巨大な鋼鉄製のロープが張られていた。1本は円周6インチで、建設に使用された4トンの花崗岩のブロック、機械、工具などを降ろすためのレールとして使われた。もう1本は円周 5インチで、
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作業員を乗せた運搬車やトラックの戻り用に、周囲数インチのロープが張られた。ロープの破断強度はそれぞれ120トンと100トンであった。つまり、油圧試験機に入れれば、これらの重量の塊を吊り下げた際の引張力に耐えることができた。ロープの上端は固い岩盤に固定され、下端は海底を形成する白亜層に積み上げられたコンクリートの塊に固定された。ロープ上を移動する運搬車に花崗岩のブロックが取り付けられると、その重量は、運搬車が到着したトラックを徐々に下げてロープに伝達され、最終的に [264]石がブロックから外れるとすぐに、トラックは再びレールと同じ高さまで持ち上げられ、転がり去った。ロープウェイ全体を指揮できる場所に配置されたブレーキ係は、2本の線路上のロープの昇降を制御するブレーキホイールを手にしていた。

もう一つ興味深いロープウェイは香港にあるもので、低地の熱病発生の危険性が高い製糖工場で働く労働者を、有害な微生物から安全に眠れる丘陵地の自宅まで運んでいる。ロープウェイは一度に6人を乗せ、時速8マイルで移動する。空中を運ばれる感覚はさぞかし爽快だろう。このロープウェイは長年無事故で運行されているので、私たちも労働者と1、2回乗り換えてみたいと思える。

南インドのアナマライ丘陵では、製材された木材を森林からある地点まで運ぶためにロープウェイが使用されている 。
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数マイル下まで。このロープウェイが建設される以前は、丸太は牛車で迂回した山道を下って運ばれていた。急勾配と、道を切り開かなければならない鬱蒼とした不健康な森林のため、ロープウェイの建設は大変な難題だった。ましてや、巻き取りリールを含めて4トンもの重さがあるケーブルを上り坂に引きずり上げる作業は言うまでもない。この最後の作業には、地面を引きずるロープの摩擦が非常に大きかったため、9頭の象と数人のクーリーの力を結集しなければならなかった。しかし、技術者たちはすぐにケーブルを張り終えた。 [265]支柱と、勾配の頂上に設置された巻き上げ機。一本のロープは上下両方の輸送に使用され、中央の交差駅では下降する車両が上昇する車両とすれ違うことができる。一度に7本の枕木が時速20マイルの速度で線路を疾走し、30分ごとに1つの荷物が出発する。労力、時間、費用の大幅な節約が期待でき、製材所の生産量が増加すれば、作業効率はさらに顕著になるだろう。

これまで建設された旅客ロープウェイの中で最長のものは、おそらくアラスカのチルクート峠に架けられたロープウェイでしょう。これは1897年から1898年にかけて、ダイアからクレーター湖を経由してユーコンの金鉱地帯へ向かう鉱夫たちを輸送するために建設されました。クレーター湖からクロンダイクまではユーコン川が自然の道として利用されていましたが、その源流への登りは特に冬の間は大変困難で、多くの苦難を伴いました。しかし、固定ロープ用の橋脚が2基設置されると、鉱夫とその装備は7マイル（約11キロメートル）をほとんど労力をかけずに運ばれるようになりました。もちろん、輸送費は比較的平坦な地域よりも高額でした。スカグウェイからホワイトパス鉄道が開通したことで、このロープウェイの必要性はほぼなくなりましたが、それでもなお非常に有用な役割を果たしてきました。チルクートロープウェイには、少なくとも2つの1,500フィート（約457メートル）を超えるスパンがあります。ロープ、木材、エンジンなどをこのような過酷な地域に運び込み、それらを組み立てるという作業は、技術者とその従業員たちの並々ならぬ忍耐力を必要としたため、工学事業として注目に値する。

[266]

ケーブルウェイ
露天掘り鉱山の「表土」を除去して適切な場所に投棄する作業、運河の掘削、浚渫、その他比較的短い距離を移動させる必要のある多くの作業において、ケーブルウェイは広く利用されている。ケーブルウェイは、運搬するだけでなく、荷物を吊り上げて降ろす必要がある点で、ロープウェイとは異なることは既に述べたとおりである。

ケーブルウェイは一般的に、2つのタワー間の単一のスパンで構成され、作業の要件に応じて、タワーはレール上を固定または移動します。重量を支えるメインケーブルと、スキップをその上を移動させるロープに加えて、ケーブルウェイには、スキップを地上に降ろしたり持ち上げたりする「降下」ロープ、スキップを排出する「排出」ロープ、そしてスキップトラックの移動に合わせて一定間隔でスキップトラックのホーンからブロックを取り外し、「降下」ロープをメインケーブルから支える「ボタン」ロープがあります。降下ロープがたるむと、一定量繰り出された後にその重量がスキップの重量を上回り、スキップを充填地点まで降ろすことができなくなります。そのため、ケーブルウェイの一端から出発する際には、一連の降下ロープ運搬車がスキップ運搬車の前方のアームに乗っています。スキップキャリッジ上部の滑車の下を通るボタンロープには、スキップを下ろす位置に向かって大きさが大きくなるボタンが一定間隔で取り付けられています。キャリアの穴も同様に段階的に大きさが変わっており、停止させるためのボタン以外のどのボタンも通過できるようになっています。スキップが降下地点まで移動する様子を観察すると、 [267]運搬具はボタンでスキップキャリッジから順次引き出され、メインケーブルの上を通って落下ロープの下を通って運ばれたことに注意すべきである。

スキップが降ろされて満載されると、降下ロープと牽引ロープが巻き取られます。スキップはメインケーブルまで上昇し、投棄地点に向かって移動を開始します。投棄ロープも牽引ロープと同じ速度で巻き取られている限り、スキップには影響はありませんが、より大きな巻き取りドラムに移動させて移動速度を上げると、スキップは停止することなく、状況に応じて傾いたり開いたりします。

スキップコンテナは手作業で満たすことも、状況が許せば自動充填式にすることもできる。

ケーブルウェイは運用効率が非常に高いため、露天掘り採掘のプロセスを大きく進歩させた。鉱石が地表近くにある場合、浅い坑道を掘って支保工やポンプ作業といった欠点を解消するよりも、不要な表土（「覆土」と呼ばれる）をそのまま除去し、すぐに運び出す方が望ましい。傾斜鉄道は、採掘対象地表の一部を占有する必要があり、発破作業による残土で詰まる可能性があるという欠点がある。一方、吊り下げ式ケーブルウェイは、何にも支障をきたさず、また支障を受けることもなく、覆土4トンにつき鉱石1トンを採掘できる場合に有効である。ニューヨーク州ティリー・フォスター鉱山の場合、長さ450フィート、幅300フィートの掘削で30万トンの岩石を取り除いた結果、60万トンの鉱石が露出したが、ケーブルウェイによる節約効果は莫大だった。シカゴ排水路について再び言及すると、「記録によれば、 [268]そりで荷物を運び、車に積み込む労働者の平均人数はわずか7～ 8人だった。
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ケーブル敷設用のコンテナに土砂を積み込む作業において、労働者は1人1日あたり平均12～17立方ヤードを積み上げていた。[19]この土木工事の遂行のためにリジャーウッド製造会社が最初に建設したケーブルウェイは、月間10,821立方ヤードを輸送し、非常に成功したため、同様のプラントが19基追加されました。この場合、ケーブルウェイは運河の両岸に平行な軌道上を移動する2つの塔から吊り下げられており、ケーブルの引っ張りに対抗するために、塔の基部の外側には大量のバラストが積まれています。一定区間が通過すると、固定アンカーを牽引するエンジンによって塔が前進しました。

ケーブルウェイは、河川や谷に架かる橋の石造りの橋脚を建設する際に広く利用されている。資材はケーブルウェイによって迅速かつ容易に橋脚上の地点まで運ばれ、所定の位置に降ろされる。こうした用途では、1,500フィートを超えるスパンが用いられた例もあり、必要であれば、2,000フィートのスパンで25トンの荷重を時速20マイルで運搬することも可能だ。

テルフェラーリ
ほとんどのロープウェイでは、スキップやその他の運搬装置は、蒸気で駆動されブレーキで制御されるドラムの周りを動く引きずりロープによって固定ロープに沿って移動します。しかし、電気の使用により、テルフェラージュと呼ばれるシステムが実現しました。このシステムでは、車両は走行するロープから電流を供給される独自のモーターを搭載しています。 [269]メインロープから少し離れたところに吊り下げられた補助ケーブルから動力を得ます。「テルファー」はギリシャ語で「遠くまで運ぶもの」を意味する2つの単語に由来する用語で、この名前のモーターは、レールと電流が供給されている限り、どんな距離でも移動できることから名付けられました。鉱石、石炭、土、樽、袋、木材などの運搬物は、ロープウェイによく見られるフック状の支持具でテルファーから吊り下げられ、ロープを支える支柱や架台のアームを通過できるようにします。テルファーには通常2つのモーターがあり、バランスを取るために2輪の台車の両側に1つずつ配置されていますが、1つのモーターのみを使用する場合もあります。走行ケーブルのすぐ上には「トロリー」ケーブルがあり、テルファーは路面電車のように、ヒンジ付きアームを介してこのケーブルから電流を受け取ります。急勾配では、運搬物は電気ブレーキ装置によって制御され、この装置は自動的に作動し、その効果はテルファーの走行速度に応じて変化します。モーターで駆動される搬送車輪は、雨で路面が濡れていても、10分の3という急勾配でも滑ることなくケーブルに密着します。「テルファーを任意の地点で停止させるために、トロリー線は複数のセクションに分割され、各セクションは便利な場所に設置されたスイッチで制御されます。スイッチを開くと、対応するセクションへの電流が遮断され、テルファーはその地点に到達すると停止します。スイッチを閉じると再び始動します。カーブでは、トロリー線（つまり、電流用の架線）の一部が「抵抗」を介して電源に接続され、その地点のモーターにかかる電圧（電流の圧力）が低下します。そのため、カーブに近づくと、テルファーは自動的に減速し、ゆっくりとカーブを回ります。 [270]抵抗区間を通過するまでは曲線に沿って進み、その後自動的に加速される。」[20]

テルファー線は、地上鉄道を建設する費用が見合わない地域では、（かなりの距離を資材を輸送するのに）非常に便利です。農園では、穀物、果物、タバコ、その他の農産物の輸送に大いに役立ちます。また、鋳造品や機械部品などの軽量物を、鋳造所や製造工場の別の場所へ、あるいは工場から船やトラックへ輸送する際にも、テルファー線は幅広く活用できます。石炭を扱う場合は、バケットが自動的にビンに排出されます。

ロープウェイは、蒸気機関式の​​ロープウェイに比べて、電気路面電車がケーブル式路面電車に比べて持つ利点とほぼ同じ利点を備えている。操作が容易で、摩擦が少なく、速度も速い。また、ロープウェイと同様に、地上の障害物に左右されず、鉄道であれば多額の費用をかけて橋を架けなければならないような渓谷も容易に横断できるという利点もある。

洋上で軍艦に石炭を補給する
ロシアと日本の戦争は、軍艦に十分な石炭を供給し続けることの必要性を世間に強く印象づけた。石炭補給基地が少なく、しかも点在している状況では、これは決して容易なことではない。ロジェストヴェンスキー提督のロシアから東方への航海では、炉の燃料補給のために中立港に寄港する機会があったが、石炭運搬船が軍艦と共に航行していたことは分かっている。 [271]燃料が枯渇した燃料庫を補充する。帆船の時代には、たとえ断続的であっても、その動力は尽きることがなかった。しかし今や蒸気が世界の海上要塞を動かす主力となっているため、「海を維持する」という問題は、ある意味で非常に複雑になっている。船舶の行動範囲は、石炭燃料庫の容量によって制限される。戦時中、艦長は燃料の問題に常に頭を悩ませることになるだろう。なぜなら、航行は海軍の成功に不可欠であり、敵を追撃する際に判断を誤った高速航行は、石炭の供給が尽きて船を動かせない不活性な塊にしてしまう可能性があるからである。あるいは少なくとも、最寄りの港まで低速で燃料補給に戻らざるを得なくなり、貴重な時間を無駄にすることになるかもしれない。

テンパーリー・ミラー社製マリンケーブルウェイ
テンパーリー・ミラー社製海上ケーブルウェイが、洋上でHMS「トラファルガー」に石炭を補給している様子

石炭袋を吊り下げる運搬装置は、輸送船の前マストと軍艦に設置されたマストの間を張られた鋼鉄製のロープによって前後に引っ張られる。

長距離レースの競技者が休憩なしで栄養補給をするように、戦艦も「航行しながら」石炭を補給できなければならない。何トンもの石炭をある船の船倉から別の船の船倉に移す作業は、経験の浅い批評家には簡単そうに見え、好条件であればそれほど困難ではないかもしれない。「石炭運搬船を軍艦の横に寄せ、係留して石炭を積み下ろせばいいだけだ」と言う人もいるかもしれない。完全に穏やかな海であればこれは可能かもしれないが、わずかなうねりでも発生すれば、2隻の船の側面がぶつかり合い、弱い方の船に悲惨な結果をもたらすだろう。実際の試験でこれが証明されている。

現在、「舷側」からの石炭補給は非現実的と考えられているが、「船首から船尾へ」の方法は初期段階を経て、多くの失敗を経て、かなりの効率性を達成している。 [272]石炭運搬船から曳航中の軍艦へ石炭を移送する際の課題は、少し考えればすぐに明らかになるだろう。まず、2隻の船間の距離が急激に縮まった場合、ケーブルウェイとその積荷が水中に沈む危険性がある。また、船の揺れによってケーブルウェイの両端間の距離が広がった場合、ケーブルが切断される危険性もある。こうした困難から、石炭運搬船のマストの高い位置から軍艦の甲板までロープを張って石炭を投下するという単純な方法は不可能になっている。明らかに必要なのは、船の伸縮運動を相殺するために、ケーブルウェイを自動的に繰り出したり巻き取ったりするシステムである。

ニューヨークのリジャーウッド製造会社は、スペンサー・ミラー氏の指揮の下、海洋作業用に特別に改良されたケーブルウェイを開発した。関係する2隻の船舶は頑丈な曳航索で連結されており、石炭運搬船はもちろん後方に位置する。荷物を運ぶために、1本のエンドレスワイヤーロープが使用されている。
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直径1インチ、長さ2,000フィートのロープが使用される。これは石炭運搬船と船の間の距離を2回渡って、満載の袋を積むための内側のレールと、石炭運搬船に戻すための外側のレールを提供する。一方の船には2つのウインチがあり、両方のドラムは同じ方向に回転する。しかし、一方のドラムは車軸にしっかりと固定されているが、もう一方のドラムはロープを十分に張るのに必要な力よりも大きな張力で滑る。ロープはもう一方の端の滑車に巻き付いているため、ロープのどの点に圧力がかかっても両方のレールが張られ、どの点が緩んでも同様に緩む。では、船が突然 [273]接近すると、一定量のたるみがすぐに巻き取られます。一方、船が離れると、スリップドラムが必要に応じて十分な量のロープを繰り出します。このドラムの絶え間ないスリップによって大きな熱が発生しますが、それは空気の流れによって放散されます。石炭の袋が軍艦に到着すると、自動的にケーブルから切り離され、シュートを通って船倉に落ちます。

テンパーリー・ミラー式海上ケーブルウェイでは、摩擦ドラムによって張られたメインケーブルに荷重がかけられ、専用のウインチを備えたエンドレスロープによって引き上げられます。荒天時の海上での実地試験では、船舶が時速4～8マイルで航行する中、毎時60トンの荷物が移送されました。

脚注：

19. カシエの雑誌。
20. カシエの雑誌。

[274]

第18章
自動計量器
S資材をある場所から別の場所へ迅速に移送することと同様に重要なの は、資材を迅速かつ正確に計量することです。もし空気圧式穀物エレベーターを、穀物商の店などで見かけるような一般的な秤と組み合わせて使用​​した場合、大きな遅延が生じ、エレベーターの利点はほとんど失われてしまいます。同様に、石炭や鉱石を運搬する機械式運搬装置も、時間の無駄を省くために、取り扱う鉱物のトン数を自動的に記録するべきです。

自動計量機には多くの種類があり、その基本原理は計量対象物の性質によって異なります。穀物、種子、砂糖などの微細な物質は、通常ホッパー式計量機で処理されます。穀物などはホッパーに投入され、底部から大きなパンに流れ込みます。適切な重量単位（100ポンドまたは1トン）にほぼ達すると、流量が自動的に絞られ、より正確に制御されます。全量が通過すると、機械はホッパーの扉を閉じ、パンを傾けます。パンは内容物を排出し、元の位置に戻ります。同時に、上部の扉も閉じられます。 [275]操作を繰り返すために開けられます。計数装置が傾きの回数を記録するため、一目見るだけで計量器を通過した材料の量がわかります。計量器は施錠して何時間も放置しておくことができます。「クロノス」自動穀物計量器は、12ポンドから3,300ポンドまでの穀物を計量できる様々なサイズがあり、1分間に5回傾きます。エイブリーの穀物計量器は最大 5ポンドまで計量できます。
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一度に何トンも。

石炭や鉱石のような塊状の材料の場合、一般的には別の方法が用いられます。ホッパー方式では、粉塵や500ポンド（約22.7kg）以上の大きな塊が混ざっている場合、供給速度を正確に制御できないため、必ずしも正確な計量方法とは言えません。そのため、一定量に達すると自動的に傾くパンの代わりに、おおよそ正しい量と同量の材料が投入されると、計量器の上に沈み込み、自動カウンターによって内容物が記録される容器が用いられます。自動カウンターは、複数回の計量の合計を継続的に加算し、ダイヤルに表示します。したがって、最初の投入時に1トンを10ポンド（約4.5kg）超過した場合、ダイヤルには「1トン」と表示され、超過分は次の計量時に加算されるため、10ポンドは「予備」として保持されます。ただし、エイブリーの鉱物秤は、既に述べた穀物秤とほぼ同じ原理で動作し、計量パンへの供給をできるだけ均一にするための特別な装置が取り付けられています。彼の計量器は、機械式炉の燃料供給装置に石炭を供給するために使用される。これにより、使用される石炭の量を確認できるだけでなく、自動装置によって燃料貯蔵庫への石炭の過剰充填を防ぐことができる。

連続計量器は、 [276]コンベアが移動している間、記録装置は一定間隔で作動します。例えば、コンベアが10フィート移動するとすぐに作動します。計量機構は実質的にコンベアの一部であり、10フィート分の重量を支えます。ステールヤードは、無負荷のベルトと正確にバランスを取るように調整されるか、ベルトの長さをスキップしますが、負荷に比例して上昇します。コンベアが10フィート移動するとすぐに、機械の重量が記録され、ステールヤードはゼロに戻ります。

間欠式計量器は、鉄道や架線の上を通過するトラックやコンテナの重量を記録する。計量器は線路の一部を形成し、荷物が完全に積載されるとすぐに作動する。

材料の計量だけでなく、保管や梱包まで行う機械もある。タイムウェル社の袋詰め装置はその好例で、トウモロコシ、もみ殻、小麦粉、オートミール、米、コーヒーなどを計量し、袋に移し、自動的に袋を縫い合わせる。このような機械によって節約できる時間は相当なものだろう。

注記：著者は、上記の章に含まれる情報の一部について、ジョージ・F・ジマー氏の著書『材料の機械的取り扱い』に負うところがあると述べ、また、同書の使用許可を与えてくださった出版社のA・クロスビー・ロックウッド・アンド・サン社に感謝の意を表します。

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第19章
トランスポーターブリッジ
W1898年に著者がルーアンに滞在していた時 、セーヌ川沿いに2つの高い鉄塔が建設されていた。1つはアーブル河岸に、もう1つは郊外のサン・セヴェール側の川沿いにあるカペリエ河岸に建てられていた。

塔は空高くそびえ立っていたので、作業員たちが骨組みの頂上に腰掛けているのを見るには、頭をかなり後ろに反らせなければならなかった。これらの塔は何のためにあるのだろうか？ 通常の吊り橋の橋脚にしては、重荷重に耐えられるはずなのに、あまりにも細すぎるように見えた。調べてみると、これらは「トランスボルデュール」、つまり運搬橋の最初の部分であることが分かった。この種の橋とは一体何なのだろうか？

そうですね、これは非常に高い吊り橋と表現するのが最も適切でしょう。桁はマスト船の航行を可能にするため、水面から遥か上空に架けられています。吊り下げられた桁は、頑丈な鋼鉄製のロープで吊り下げられた台車が走行するための滑走路としてのみ機能し、台車の底部は水面からわずか数フィートの高さにあります。台車は、電動モーターまたは蒸気動力で動くケーブルによって、塔から塔へと運ばれます。

原始的な形の運搬橋は数世紀前から存在していたが、現在の設計は非常に [278]現代の成長。人口増加に伴い、途切れることのない通信の必要性が高まっている。河川が交通を遮る場所には橋を架ける必要があり、ロンドン、パリ、ニューヨークをはじめとする大都市では橋の数が着実に増加している。

残念ながら、橋は陸地と陸地をつなぐ一方で、水と水を隔ててしまうため、河川交通の混乱は陸上交通の利便性によって必ずしも相殺されるとは限りません。そのため、フォース橋、ブルックリン橋、ソルタッシュ橋などの橋は、最も背の高い船のマストが桁の下に十分な高さを確保できるよう、高い構造で建設されています。

しかし、それらは莫大な費用がかかっているのだ！蝶番式の跳ね橋や、中央部が水平方向に回転する橋などを持つタワーブリッジでさえ、巨額の費用を費やしている。

したがって、設置費用が高額ではなく、かつ良好なサービスを提供し、河川交通を妨げない、効率的な河川横断輸送手段が求められていた。

30年前、ハートリプールの技師チャールズ・スミス氏は、ミドルズブラでティーズ川を渡るためのトランスポーター型橋梁を設計した。しかし、橋脚が北東からの強風に耐えられないのではないかという懸念から、この橋は建設されなかった。

あるイギリス人が提唱したこのアイデアは、外国人技術者によって採用され、スペイン、チュニジア、フランスに橋が建設された。このタイプのフェリー橋は非常に成功を収め、発祥の地であるイギリスでも認知度が高まっており、現在ではウェールズとマージー川で輸送橋の建設がほぼ完了している。

最新型の橋
最新型の橋

チュニスのビゼルトにあるトランスポーター橋。橋桁の長さは500フィート（約152メートル）、吊り桁は満潮面から120フィート（約37メートル）の高さにあり、地中海から内陸の湖沼まで、大型船舶が通過できるようになっている。右側の塔の下部付近に車が見える。

最初に建設された「国境越え橋」は、ビスケー湾に流れ込むネルビオン川に架かるもので、 [279]ビルバオは、近くに鉄鉱石の大きな鉱床があることで有名なスペインの町です。両岸には高さ240フィートの塔が2基ずつ建ち、満潮線から150フィートの高さに長さ530フィートの吊りトラス桁を支えています。200人の乗客を収容できるゴンドラ（車両は乗せません）は、長さ130フィートのケーブルの端に吊り下げられ、塔の1つに設置された蒸気機関によって推進されます。動きは、機関室と電気的に接続されている車掌によって制御されます。高い塔は、陸側で地面にしっかりと固定された頑丈な鋼鉄ロープによって支えられています。これらのロープは、吊り橋でおなじみの曲線を描いて桁の上を通り、垂直の鋼鉄ブレースによって一定間隔で桁に取り付けられています。橋の建設費用（3万2000ポンド）は、交通を遮断しない代替案と比較しても遜色なく、優美で開放的な橋の姿は、決して景観を損なうものではない。

2番目の「国境越え」は、既に述べたルーアンのものである。そのスパンは467フィートとやや短いが、吊り桁は14フィート高い位置にある。車両は長さ42フィート、幅36フィートで、満載時の重量は60トンである。乗車時間は55秒で、料金は1等車が1ペニー、2等車が1/2ペニー、車両と馬は 2ペニーである。
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重量に応じてd. から4d.まで。車は電気で推進され、屋根に設置された操縦塔にいる操縦士によって制御される。

ビゼルトには3番目の水上フェリーがあり、地中海と2つの内陸湖の間にある狭い水路を渡って、ビゼルトとチュニスを結んでいる。これは約10年間運航されていた蒸気フェリーに取って代わったものだ。

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湖は軍艦の停泊地であるため、海峡に架かる橋は自由な出入りを妨げてはならないことが不可欠だった。この橋はスパンが500フィートあり、ビルバオの橋と同様に蒸気で動いている。構造は軽そうに見えるが、近隣に大きな被害をもたらしたサイクロンにも耐えた。フランス政府は、この橋が目立つため、戦時には敵の大砲の測距儀として利用される可能性があるため、別の港に移設することを決定したと伝えられている。その場所には、浮き橋か潜水トンネルが建設される予定だ。

ロワール川を横断するナントの「輸送装置」は、他の輸送装置とは一線を画す特徴を一つ持っている。それは、片持ち梁構造、すなわちバランス原理に基づいて構築されている点である。塔間の空間を一本の桁で渡るのではなく、3本の桁が用いられている。両端の2本の桁は塔の上にバランスよく配置され、陸側の端は垂直ケーブルで固定されている。その間の空間は、弓形の3本目の桁で架け渡されている。この3本目の桁はそれ自体が十分な剛性を備えているため、中央の支柱は不要である。動力源は電気である。

これらの建造物はすべて、間もなく2つのイギリスの橋によって影を潜めることになるだろう。1つはモンマスシャー州ニューポートのウスク川に架かる橋、もう1つはランコーン・ギャップのマージー・マンチェスター運河に架かる橋で、そこは川幅が1,200フィート（約366メートル）にまで狭まっている。

これらのうち最初のものは、高さ250フィート、間隔685フィートの塔を備えています。桁は満潮線から170フィートの高さを確保します。この車両には一度に500人の乗客が乗車でき、さらに多数の道路車両も乗車可能です。また、通過には1つの車両しか必要としない計算になっています。 [281]1 分あたり、平均速度は時速 8 マイルを超えるだろう。建設費は 65,000 ポンドと見積もられており、これは吊り橋の約 30 分の 1、跳ね橋の 3 分の 1 である。この橋は、ルーアン橋を建設したフランスの技術者によって建設されている。

さらに壮大なランコーン橋に目を向けると、これらの数字さえも凌駕していることがわかる。この橋の全長は1,000フィート（約305メートル）にも及ぶ。設計者のジョン・J・ウェブスター氏は、ロンドンのアールズコートにあるグレート・ホイールで既に名を馳せており、この観覧車は数千人もの娯楽客に大都市の屋根の上空を巡る空中旅行を提供してきた。W・G・アーチャー氏が『マガジン・オブ・コマース』誌に寄稿した以下の記事は、この種の巨大な建造物について詳細に描写している。

ケーブルと補強桁を支える2つの主塔は、1つはシップ運河の南側に、もう1つは川の北岸の河岸に建設されています。アプローチ部分は、水際まで石とコンクリートの擁壁の間にほぼ平坦な新しい道路が建設され、波形鋼板の床の上にコンクリートの上に木製ブロックが敷かれ、鋼製の楕円形桁と鋳鉄製の柱で支えられています。塔の前の道路は、交通整理や待合室などのスペースを確保するために70フィートに拡幅されています。塔はすべて鋼鉄製で、満水位から190フィートの高さまでそびえ立ち、下部の鋳鉄製の円筒にしっかりとボルトで固定されています。各塔は基部で30フィート間隔で配置された4本の脚で構成され、各塔のペアは70フィート離れており、強力な水平および垂直のブレースで互いに補強されています。 [282]斜めのフレーム。2本のメインケーブルはそれぞれ19本の鋼製ロープを束ねたもので、各ロープは直径0.16インチのワイヤー127本で構成されています。ケーブルのバックステーの両端は、川の両側の岩盤に、岩盤表面から約30フィートの高さで固定されています。メインケーブルの重量は約243トンで、そこから2本の縦方向の補強桁が吊り下げられています。補強桁は深さ18フィートで、水平方向に35フィート離れており、桁の下面は満水位から82フィートの高さにあります。補強桁の下フランジには、移動装置が走行するレールが固定されており、そこからかごが吊り下げられています。移動装置は長さ77フィートで、各レール上の16個の車輪によって支えられています。それぞれ約35馬力の2つの電気モーターで駆動する。この車両は一度に4台の大型貨車と300人の乗客を乗せることができ、乗客はガラス張りのシェルターで天候から保護される。横断にかかる時間は 2分である。
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所要時間は数分なので、積み下ろしにかかる時間を考慮しても、1時間に9～10往復できる計算になります。この橋が完成すれば、英国で道路交通用に設計された橋としては最大の支間長となり、マージー・アンド・シップ運河上の有効幅は1,000フィートになります。…議会経費を含めた構造物の総費用は約15万ポンドです。

アーチャー氏は、輸送車両と航行中の船舶との衝突事故が起こりうるという予言にもかかわらず、現在まで事故は一切発生していないと付け加えた。新たな刺激を求める人には、水面からわずか数フィート上を高速で滑走する体験をお勧めする。

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第20章
ボートおよび船舶の揚重機
私現代 の輸送手段、陸上輸送であれ水上輸送であれ、交通が線路、道路、運河といった狭い範囲に限定される場所では、通行を妨げないようにすることがますます重要になってきている。道路は拡幅され、線路は複線化、四線化される。運河は、莫大な費用をかけなければ変更できないのが一般的であり、もし当初から将来求められる業務に対して十分な幅で建設されていなければ、その業務の多くは他の輸送手段に流れてしまうだろう。マンチェスター運河やキール運河のような現代の運河は、当初から外洋航行船の航行を想定して十分な幅が確保されており、今後長年にわたって拡張する必要はない。スエズ運河は近年、浚渫船によって拡幅された。浚渫船は運河が通る砂質の土砂を容易にすくい上げて土手に堆積させる。しかし、岩盤を掘削して作られたコリント運河は、このような経済的な拡張は不可能であり、結果として商業的に失敗に終わった。

運河の水路が満杯であっても、交通が制限される箇所がある。運河が通る地形がどれほど緩やかであっても、一定間隔で水門を作る必要が生じる。 [284]船舶をある水位から別の水位へ移送する際、水位差が大きい場合は、階段や閘門を連続して利用することがあります。このような場合、時間のロスが輸送コストに重大な影響を与えることになります。

いくつかの事例では、技術者たちは巧妙な油圧リフトによってこの困難を克服しており、数分で船を数フィートの垂直距離にわたって移動させることができる。トレント・マージー運河とウィーバー水路が交わるアンダートンでは、排水量100トンまでのバージが50フィート持ち上げられる。内容物を含めてそれぞれ240トンの重さがある2つの水槽が、その中心の下に配置された2つの鋳鉄製のラムによって持ち上げられ、そのシリンダーはパイプで接続されている。両方の水槽が満水になるとラムにかかる圧力は等しくなり、動きは生じない。しかし、一方の水槽からもう一方の水槽に6インチの水が移されると、重い方がすぐに軽い方を押し上げる。フランスのヌーフォス運河のフォンティネット、ベルギーのラ・ルヴィエール、カナダのピーターバラにも同様の設備があり、ピーターバラでは400トンの船を65フィート上昇させることができる。

これらは素晴らしい工学的偉業ではあるが、ドルトムントとエルベ川を直接水で結ぶドルトムント・エムス運河の運河昇降機には及ばない。この昇降機によって、ライン川と上シレジアの石炭と鉄鉱石の鉱床が、この2つの都市の間にある活気ある製造業地帯に開かれた。運河の東端から約10マイルの地点で、本流はハインリヒェンブルクでドルトムントへ向かう北向きの支流から分岐しており、その水位は平均して支流より約49フィート低い。船の積み替えと [285]上り用と下り用それぞれに4つの閘門が必要となり、閘門操作による2時間の遅延が避けられないだけでなく、この方法では大量の貴重な水が失われることになるだろう。

そこで、デュッセルドルフ＝グラーフェンブルクの著名な技術者であるR・ゲルダウ氏は、700トン級の船舶を収容し、5分で一方の階から他方の階へ移動させることができる油圧式リフトを提案した。

この計画は承認され、最近完成しました。昇降機の原理は次のとおりです。長さ233フィートの樋が5本の垂直支柱の上に載っており、これらの支柱は、水で満たされた深い井戸の中で上下に動く5本の円筒形の中空フロートによって支えられています。5つのフロートの浮力は、樋とその積載物の合計重量とちょうど等しいため、比較的小さな力で、必要に応じて樋を上昇または下降させることができます。樋の両端にはドアが設けられており、そこから水を抜くと樋は上昇し、数トンの積載物を加えると下降します。しかし、これは水の無駄遣いを意味し、また、樋が別の制御を受けていない場合、フロートから水漏れが発生すると重大な事故につながる可能性があります。そのため、樋の動きは、頑丈な石造りの柱の上に設置され、樋の角近くに取り付けられた大きなカラー内で回転する4本の巨大な垂直スクリューによって伝達されます。すべてのスクリューはギアを介して連動して動作し、全荷重を支えるのに十分な強度を備えています。フロートを取り外したとしても、傾いたり急激に落下したりすることはありません。スクリューは、トラフの移動ガイドとして機能する4つの鋼鉄製タワーの頂上をつなぐ桁の上に設置された150馬力の電動モーターによって駆動されます。 [286]風圧をすべて吸収します。通常の状況下では、水路は毎秒 4 インチの速度で上下します。水路、水、ボート、浮き具を含む運動中の総質量は 3,100 トンです。浮き具というと、釣りに行くときに持っていく小さなコルク、あるいはせいぜい航路を示すために上下に揺れるブイくらいしか思い浮かびません。これらの 5 つの「浮き具」は、はるかに大きな種類の人工物です。それぞれ内径は 30 フィート、高さは 46 フィートです。
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高さは数フィート。井戸は深さ138フィートで、底から82フィートの高さまで伸びる頑丈な鉄製のケーシングの内側は、完全な防水性を確保するために、厚さ約1ヤードのコンクリートで覆われている。

支えなければならない重量が非常に大きいため、スクリュースピンドルの下の支柱は非常に頑丈に作られています。各支柱の基部は幅14フィート、高さ12フィート4インチで、36フィート上に向かって細くなり、最終的に幅8フィート10インチ、高さ6フィート6インチになります。長さ80フィート、直径11インチのスピンドルは、現存するスクリューの中でも最大級の4本です。欠陥がないことを絶対に確認するため、スピンドルの中央に4インチの穴が長手方向に開けられました。これもまた、相当な作業技術を要する作業でした。このような長さのシャフトを、樋が最高点に達したときに支えずに放置すると、曲がったり折れたりする危険性があるため、各シャフトには4つのスライドカラーが設けられており、それぞれがロッドで互いに接続されています。樋が移動範囲の5分の1まで上昇すると、最初のロッドが最初のカラーを持ち上げ、ガイドピラー内を移動します。これにより、2番目のカラーが持ち上げられ、2番目が3番目のカラーを持ち上げ、以下同様に続きます。そのため、樋が完全に持ち上げられた時点で、各スピンドルは4つの中間支持部によって一直線に保たれる。

[287]

長さ233フィート、幅 34フィートの樋
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幅は数フィートで、垂線間長223フィートの船舶を受け入れることができる。断面は長方形で、頑丈な鋼板を強固な横桁の上に敷き詰めて構築されており、それらはすべてフロート柱の上に載る巨大な縦桁によって支えられている。

この種の構造物において避けられない最も難しい問題の一つは、水路と運河の上流部および下流部との間に水密接合部を設けることである。水路の両端には、外縁がゴムで覆われたスライドドアがあり、外部からの圧力が取り除かれると、内部の水圧によってフランジにしっかりと押し付けられる。運河の末端にも同様のドアがあるが、2組のフランジを完全に水密にすることは不可能であるため、両面にゴムを貼った大きなU字型のくさびが挟み込まれている。下流側のゲートのくさびは底部が最も厚く、上流側のくさびはその逆になっているため、どちらの場合も水路が停止するとくさびがしっかりと挟み込まれる。くさびは運河の水位変動に応じて上下させることができる。

リフトの主な構造的特徴を簡単に説明したところで、船が下層階から上層階へ通過する様子を見てみましょう。積載量600トンの蒸気船で、内陸部で出会うには実に堂々とした船です。少し離れたところで汽笛が鳴り響き、操縦士がレバーを操作してスクリューを回転させます。樋は適切な高さまで沈み、そこで自動的に流れが遮断され、それ以上沈みません。このように、その移動は一定の範囲内で制御可能です。
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1インチの。

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連動機構により、水槽が沈むか、または外の水位まで上昇するまで、水槽を開けたり、ゲートに手を伸ばしたりすることは不可能です。一方、昇降スクリューを駆動するモーターはゲートが閉じるまで始動できないため、田園地帯が誤って浸水する事態を十分に防ぐことができます。

運河の土手にあるウインチのクランクを男性が回し、運河の水門のロックを解除する。もう一度クランクを回すと、運河と水路の間の水門が連結され、頭上の昇降モーターが作動し、28トンの船体が水面から23フィート（約7メートル）持ち上げられる。船が水路に入り、扉が下ろされて連結が解除され、リーチ水門がロックされる。スピンドルモーターが作動し、船体が上昇する。連結と水門の昇降の工程が繰り返され、船体は上流へと放流される。この移送作業は最初から最後まで約5分で完了する。

自力で航行できない船の場合、電動巻き上げ機が水路への出入りを補助する。このような船は20分以内に水路を通過することはできない。

15,000トン級の船舶を海面から持ち上げることができる乾ドックはさておき、ドルトムントの水力リフトは世界最大のリフトであり、その斬新な設計により、上記の記述が読者に受け入れられることを期待したい。この話題から離れる前に、もう一つ運河リフトについて触れておこう。レスターシャー州フォックストンのグランドジャンクション運河にあるリフトで、10基の閘門システムに取って代わり、はしけを75フィートの高さまで持ち上げることができる。

この新しい方法は、G氏と [289]CBJ トーマス。原理的には、8 本のレールを備えた傾斜鉄道で構成されており、上り用と下り用にそれぞれ 4 本ずつあります。各 4 本のレール上には、8 個の車輪を備えたタンクが走行し、傾斜の上部にある巻き上げドラムに巻き付けられた 7 インチの鋼線ロープによって、もう一方のセットにある同様のタンクと接続されています。こうしてタンクはバランスが取られます。傾斜の麓では、上昇する必要のあるバージが、受け入れ準備のできているタンクに浮かべられ、端のゲートが閉じられます。次にエンジンが始動され、積載されたタンクは 300 フィートの傾斜を横向きに滑り上がります。頂上に到達すると、タンクのゲートが上流のゲートと同期され、ゲートが開かれるとすぐにボートは上流の運河に浮かび上がります。70 トンのボートを約 12 分で移送でき、費用は 1 隻あたりわずか数ペンスです。忙しい日には 6,000 トンが扱われます。

ボートリフト
の許可を得て][ゴードン・トーマス氏]
ボートリフト

レスターシャー州フォックストンにある、10基の閘門に代わる運河用バージ昇降装置。2つのタンクが互いにバランスを取りながら、それぞれ別の軌道を上り下りする。傾斜路の上下端ではタンクが水没し、バージが浮かんで出入りできるようになっている。

船舶の引き上げリフト
著者は、船舶を水から引き上げるための揚重方法の一つである浮きドックについては別のところで論じている。[21] そこで、この場所での彼の発言は、母なる大地に基礎を置き、水圧の力で巨大な船を本来の環境から持ち上げる機構に限定される。水圧式船舶昇降機の好例を探してみると、サンフランシスコのユニオン・アイアンワークスのものが思い浮かぶ。

数年前、この工場は市の中心部からミッション湾の端に移転し、海洋工学の大規模な事業を継続し、 [290]造船業において、短時間で船舶を水面から持ち上げて清掃や修理を行うことができる乾ドックは、船主と作業員の双方にとって非常に重要です。カシエ誌の発行者のご厚意により、この興味深い船の引き上げ作業に関する以下の記事を掲載させていただきます。

ユニオン製鉄所の埠頭用地は干潟だった。軟泥の深さは80～90フィートもあり、乾ドック（地面を掘り、入口の扉を閉めた後、水を汲み出して乾かすタイプのドック）の運用は非常に困難だった。なぜなら、水とともに大量の泥が流れ込む乾ドックは、清掃と乾燥に長い時間を要するからである。そこで、ジョージ・W・ディッキー氏が、自動制御を含む油圧式ドックの設計図を作成した。設計者は、この設計図が状況のすべての要件を満たすと確信しており、ユニオン製鉄所も慎重な検討の結果、建設を決定した。工事は1886年1月に開始され、1887年6月15日に操業を開始した。これは非常に素晴らしい実績である。

このドックは、横方向および縦方向の鋼製桁で構成された幅62フィート、長さ440フィートのプラットフォームからなり、船を吊り上げるためのキールブロックとスライド式ビルジブロックを備えている。吊り上げ動力は、直径 3インチの蒸気駆動式単動水平プランジャーポンプ4基によって発生する。
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ストローク長はインチ、ストローク長は36インチです。標準速度は毎分40ストロークです。

ポンプやエンジンのスロットルバルブには、加重アキュムレータまたはレギュレータが接続されています。 [291]アキュムレータによって制御される。[22]アキュムレータにかかる負荷は、数枚の平らな金属製の円盤で構成されており、最初の円盤は約14インチの厚さで、他の円盤は約4インチの厚さ、直径は約4フィートです。最初の円盤は1平方インチあたり300ポンドの圧力を発生させます。これは船がなくてもドックプラットフォームを持ち上げるのに十分な圧力であり、常にオンになっています。

船を持ち上げるとき、船が水面から上がり、プラットフォーム上で重量が増すにつれて、必要に応じてアキュムレータラムにディスクが追加されます。ディスクは側面のピンで吊り下げられ、チェーンのリンクに引っかかります。エンジニアは、別のディスクを取り付けるために、スロットルをアキュムレータロッドから外し、エンジンを通常より少し速い速度で運転します。するとアキュムレータが上昇し、追加するディスクの重量を支えます。そのディスクを支えていたリンクは、こうして負荷が軽減され、引き抜かれます。エンジニアは再びアキュムレータロッドをエンジンのスロットルに接続し、次の重量が必要になるまで全体が自動的に作動します。すべてのディスクがラムに取り付けられると、1平方インチあたり1,100ポンドの最大圧力に達し、4,000トンの船を持ち上げることができます。

桟橋の両側にはそれぞれ18基の油圧シリンダーが設置されています。これらのシリンダーは直径30インチ、ストロークは16フィートです。シリンダーが1フィート動くごとにプラットフォームが2フィート上昇するため、プラットフォームの垂直方向の総移動量は32フィートになります。最低位置まで下げた状態では、満潮時にキールブロックの上に22フィートの水が溜まります。

基礎は72個の円筒から構成されており、 [292]鉄製のシリンダーは、上部の桁から泥面下数フィートまで伸びています。これらのシリンダーには杭が打ち込まれており、杭の長さは90フィート未満ではありません。シリンダーは、サンフランシスコ港で非常に破壊的なテリド（木材穿孔虫）から杭を保護するためのものです。各基礎桟橋には重厚な鋳鉄製のキャップが取り付けられ、両側にドックの全長にわたって2本の重厚な鋼製桁が基礎桟橋の上に設置され、それらを縦方向に連結しています。油圧シリンダーは、桁の上に設置された大きな鋳物によって支えられており、それぞれの鋳物には中央に開口部があり、そこからシリンダーが桟橋の間を通って下方に伸びています。ドックの両側には、基礎桟橋が36本、油圧シリンダーが18本あります。

各油圧シリンダーの上部には、直径6フィートの大型滑車が取り付けられており、その上を直径2インチの鋼製ケーブルが8本通っている。合計で288本のケーブルが使用されている。各ケーブルの一端は油圧シリンダーを支える土台板に固定され、もう一端はプラットフォームの側桁に固定されている。各ケーブルは80トンの荷重で試験されており、ケーブル全体の試験荷重は合計21,000トンとなっている。

船を吊り上げる際、プラットフォーム上の荷重は決して均等に分散されません。実際、プラットフォーム上には一度に複数の船が載っていることがよくあります。そのため、一部のラムは満載の荷重がかかり、他のラムはそれよりはるかに少ない荷重しかかからない場合があります。このような状況下で、荷重の不均一な分散に関わらずプラットフォームを真の平面に保つために、ディッキー氏はドックの動作を完全に自動化する特別なバルブギアを設計しました。ドックの両側にはシャフトが取り付けられており、 [293]動力部。各油圧ラムには、このシャフトにウォームが取り付けられており、ラムのストロークで到達する全高さまで伸びる垂直ネジ上のウォームホイールと噛み合っています。このネジはレバーの端にあるナットに作用し、レバーのもう一方の端はラムに取り付けられています。2つの支持点の間には、バルブを操作するロッド（これもラムに取り付けられています）があり、レバーと噛み合っています。ある時点でネジの端が例えば6インチ上昇すると、レバーがバルブを開きます。ラムが上昇すると、レバーのもう一方の端も同様に上昇によって持ち上げられ、徐々に水平位置になり、バルブが閉じます。

ドックを持ち上げるために、バルブシャフトを駆動するエンジンが始動され、同時に操作スクリューも始動されます。これらのスクリューはレバーを介して吸気バルブを開きます。するとラムが上昇し始めます。いずれかのラムに軽い負荷がかかっている場合、そのラムが他のラムよりも先に上昇しますが、その際にレバーのもう一方の端が持ち上がり、バルブが閉じます。実際には、スクリューは常にバルブを開き、ラムの動きは常にバルブを閉じているため、どのラムもスクリューよりも先に動くことはなく、スクリューの速度が昇降プラットフォームの移動速度を決定します。

ドックを下げるには、バルブシャフトを駆動するエンジンを逆回転させ、スクリューとレバーで、上昇時と同様に排気バルブを制御します。プラットフォームが移動限界に達すると、基礎桁の上部にある一列のロック（両側に36個ずつ）が油圧シリンダーによってプラットフォームの下に押し込まれ、プラットフォームはロックの上に降ろされます。プラットフォームは船上での作業が完了するまでその位置に留まります。その後、プラットフォームは再び持ち上げられ、ロックが引き戻され、積荷を積んだプラットフォームが降ろされます。 [294]船が水面に浮かぶまで。すべての操作は自動で行われます。

ドックが開設されて以来、1,000隻を超える船舶が事故なく引き上げられ、総トン数は200万トン近くに達しています。船主や船長からこのドックが大変好評を得ているのは、既に述べたように、船舶が潮位より高い位置に引き上げられるため、船底下の空気が自由に循環し、湿気を素早く吸収できること、そして作業員がより快適に作業できることなどが理由の一つです。

鉄製または鋼製の船舶に大規模な修理が必要な場合、このドックが広大な造船工場の一部であり、造船所内に位置しているため、迅速かつ経済的に修理を行うことができます。これまでに、数隻の大型蒸気船が、このドックで船体の水中部分をほぼ完全に再建しました。オレゴン・ラインの蒸気船コロンビア号は、キール全体を含む船底をほぼ新品同様に26日間で完成させました。これは、すべての設備がドックに隣接しており、船底が造船所と同じ高さにあるため可能なのです。

（1897年当時）自動制御式の唯一の油圧式ドックであったため、この分野の技術専門家から大きな注目を集めました。イギリス、フランス、ドイツ、ロシアの技術者たちがユニオン・アイアン・ワークスを訪れ、その稼働状況を調査しました。彼らの報告書は、ユニオン・アイアン・ワークスが船舶修理のために提供する施設を世界中の船主に広く知らしめる上で、大きな役割を果たしました。

脚注：

21. 近代工学のロマンス、383 ページ以降。
22. 「アキュムレータ」の説明については、油圧工具の章（81ページ）を参照してください。

[295]

第21章
自動昇降式階段
A1902年にクリスタル・パレスで開催されたアメリカ博覧会では 、1ペニーを支払うだけで、勇気のある人なら誰でも1階から上の階のギャラリーまで運んでくれる階段が展示された。実験者は、思い切って階段に足を踏み入れ、階段と同じ速度で動く手すりにつかまり、上の階に着いたら降りるだけでよかった。

エスカレーター（ラテン語のscalae＝階段）はアメリカ合衆国発祥で、エレベーターの強力なライバルとなっています。原理的には、常に稼働している昇降機であり、その移動速度の遅さは、いつでも利用できるという事実によって十分に補われています。通常の昇降機は、大規模なオフィスビルや商業ビルでは非常に便利です。階段を何段も上らなければならない場合、人々はおそらく、ある階から別の階への垂直移動が全く労力なしで行えるのであれば、それほどお金を使わないでしょう。しかし、通常の昇降機は、鉄道のように断続的です。上の階に行きたいのに、おそらく4階分も降りてくるかごを格子戸のところで見送らなければならないことがどういうことか、私たちは皆知っています。私たちは、その遅延に直面するよりも、自分の足を使うのです。

理論的には、大きな百貨店は [296]少なくとも2基のエレベーターを備えている必要があります。エレベーターの数をさらに増やせば、乗客はすぐに降りられる可能性がさらに高まります。そのため、セントラル・ロンドン駅では、ほんの数秒待つだけでゲートが開き、係員が「お急ぎください！」と声をかけてくれます。

しかし、エレベーターが満員になるまでには時間がかかります。最初の乗客がエレベーターに乗り込んでから最後の乗客が降りるまでの時間全体から見ると、実際の移動時間はほんのわずかです。エレベーターが約4.5メートルごとに停止して乗客を乗せたり降ろしたりする建物では、時間の無駄はさらに顕著になります。

エスカレーターはいつでも利用可能です。乗ればすぐに一段上がります。ご希望であれば、すぐに別の階段をご利用いただけます。待ち時間は一切ありません。さらに、エスカレーター1台が占めるスペースは、同等の効率性を実現するために必要なエレベーターの数に比べてはるかに少なくて済みます。

そのため、アメリカの大型店舗やニューヨークのマンハッタン高架鉄道ではエスカレーターが人気を集めている。初めて利用した際のちょっとした緊張感が薄れると、エレベーターを凌駕するほどの利便性を発揮する。カシエ誌のあるライターはこう述べている。「ある大型小売店では、ホリデーシーズン中に1日のうち5時間、1時間あたり6,000人以上がエスカレーターを利用し、1日の合計は50,000人に達すると推定されている。同じ店舗で、通常の日に地下から5階まで運行する8基の大型エレベーターから2階で降りる乗客数を数えたところ、 [297]エスカレーターでは、後者は8基のエレベーターで運ばれた人数の859パーセントであることが判明した。別の施設では、非常に混雑する時間帯に、エスカレーターで1階から運ばれた人数は、最大容量で稼働していた14基のエレベーターで1階から運ばれた人数の4倍であった。商人にとって、これはビジネスチャンスを意味する。

ニューヨークのマンハッタン高架鉄道の23丁目と6番街の駅で、しばらく稼働していたエスカレーターが最近停止した際の経験は、長年の運行期間中に何百万人もの人々を運んできたこの設備を利用する人々の態度を示す点で興味深い。1903年と1902年の停止の数週間前から停止後数週間までのこの駅の1日あたりの乗客数と、同じ期間の隣接駅の乗客数を綿密に記録し、停止期間中の損失エリアを算出した。損失エリアは64,645人の乗客数に及ぶことが判明した。さらに、エスカレーターが動いていないことに気づいた多くの人々が階段を上ることを拒否し、駅を後にする様子が毎日観察された。

「大型店舗の場合、エスカレーターは各階に踊り場を設けた一体型の機械として構築され、乗客を上階へ運ぶステップが下階へ運ぶ際にも同様の役割を果たすように配置されるか、あるいは、下階から上階へ移動する顧客に商品を最も効果的に陳列できるような場所に、別々の機械を複数設置することができる。6階建ての建物で、両方向または全方向にエスカレーターが設置されている場合、 [298]エスカレーターが10段もあるということは、明らかにエレベーターの数と同等の設備であり、アクセスのしやすさはビジネスチャンスに直接影響するため、賃料で測った場合の1階​​と上層階の相対的な価値は大きく変化すると言えるだろう。

階段の各段は2つの部分から構成されています。1つは足を乗せる水平な板である「踏み板」、もう1つは垂直な「蹴上げ板」です。蹴上げ板は上の踏み板を支えるだけでなく、足が踏み板の下に滑り落ちるのを防ぐ役割も果たします。エスカレーターでは、各踏み板は蹴上げ板にしっかりと固定されており、両者が一体となって独立したユニットを形成しています。

乗客が上下階の踊り場で乗り降りしやすいように、これらの場所の踏板はすべて同じ水平面になっています。傾斜に近づくにつれて蹴上げ板が徐々に現れ、踏板は垂直方向に分かれます。傾斜の頂上ではこの過程が徐々に逆転し、蹴上げ板が消えて踏板が再び水平な帯状になります。

この変更を実現する手段は実に巧妙です。各踏板とその蹴上げ板は、階段の両側に1つずつ、一対の垂直な三角形のブラケットで支えられています。ブラケットの底部は踏板に係合するために上側に配置され、頂点には横棒が通る穴が開いています。この横棒の中央部は、エスカレーターに動力を伝達するリンクチェーンのピンとなっています。当然、踏板が転倒する恐れがあります。これを防ぐために、横棒の両端に、横棒と直角で踏板と平行なヨークが取り付けられています。ヨークの両端には、それぞれ専用のレール上を走行する小さな車輪が付いています。階段の両側には、それぞれ2本のレールがあります。

ステップ、ブラケット、バー、ヨークはすべてしっかりと結合されているため、ステップは水平から外れることはできず、 [299]しかし、上下の階段との関係は、軛輪が走行するレールの配置によって決まります。これらのレールが同一平面上にある場合、すべての軛、ひいては踏板も同一平面上にあります。しかし、傾斜面では、内側のレールが徐々に外側のレールよりも低くなるため、ある踏板の前輪が次の踏板の前輪よりも低くなり、蹴上げが現れます。付け加えると、階段の両側に二重のレールがあるため、ある踏板の後輪が下の踏板の前輪と干渉することはありません。また、水平な場所では、軛が曲がっているため、後輪と前輪がぶつかり合うことなく並びます。

ステップバーがピンとなるチェーンは、階段の中央下を通っている。チェーンは長さ18インチのリンクで構成され、バーに加えて多数の鋼鉄製クロスピン 1を備えている。
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直径数インチ、軸間隔3インチのチェーンで、チェーン全体のピッチは3インチです。リンクのハブにはブロンズ製のブッシングが施され、グラファイトの「インレイ」が埋め込まれているため、自己潤滑性があります。すべてのジョイントは内側に旋削されています。
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極めて高い精度。

レールは鋼鉄と硬材でできており、それを支える鉄骨構造とはゴム板で絶縁されている。車輪はほぼ無音になるように設計されているため、エスカレーター全体として非常に静かに作動する。

先に引用した権威者は、「初心者は一段ずつ踏むことに苦労するが、少し経験を積むと、状況に適応しやすくなったため、足場には全く注意を払わなくなることが観察されている。上段の踊り場はやや長く、両側に降りるのに十分な時間的余裕があり、 [300]高齢者や体の不自由な方のご要望にお応えするため、移動式踊り場は、最も動作の遅い乗客のご要望を満たすための時間間隔を提供するものであり、注意力のある乗客のご要望にお応えするものではありません。出口踊り場の終端（上側でも下側でも、エスカレーターは上昇・下降どちらにも同様にスムーズに動作します）には、シャントと呼ばれる仕切りが設置されています。シャントの下部部材は、階段の移動方向に対して斜めの平面内で水平方向に、かつ階段の移動方向よりも速い速度で移動します。これにより、シャントに接触する可能性のある階段上の人や障害物に対して、直角方向の合力が加わります。この合力によって、人や障害物は階段の端から床に優しく押し出され、衝撃や怪我を一切負うことなく落下します。エスカレーターの動作は非常に滑らかで一定であるため、乗客の自由な移動を妨げることはなく、乗客はどちらの方向にも歩いたり、静止した階段と同じようにどのような姿勢をとったりすることができます。

アメリカ合衆国クリーブランドには、傾斜したエンドレスベルトと、道路を横切るように設置された長さ8フィートの板でできたプラットフォームからなる回転式道路が建設されている。木材は2枚の板からなる台車に固定され、隣接する台車は頑丈なリンクで連結されて、4,000個の小さな車輪で動く道路を形成する。連続した道路の両端には巨大なローラーが設置されている。全長は420フィート、傾斜高は65フィートである。道路の長さに沿って一定間隔で設置された4台の電動モーターは、傾斜部の先頭にいる1人の作業員によって制御され、時速3マイルで走行する。一度に6台の荷車を収容できる。

[301]

第22章
空気圧式郵便チューブ
Yあなたは カウンターにお金を置く。店員が請求書を作成する。あなたは彼が次にそのお金をどうするのかと不思議に思う。これらの大型店には、レジが開いているという概念はない。しかし、レジ係のデスクは見当たらない。また、キャリーをどこかの隅に運び、箱の中に座った若い女性がその部門のすべての金銭取引を仕切っているような、頭上の電線もない。

あなたが不思議に思っている間に、係員は硬貨を紙幣で包み、ダンベル型の容器に入れて穴に落とします。数秒後、ポン！と音がして、容器は別の開口部の下にあるかごに戻ってきます。この仕組みがあまりにも不思議だったので、あなたは質問します。すると、建物内のすべてのカウンターから1階か2階にある中央の料金支払いカウンターまで空気圧チューブが伸びていて、地下のどこかにあるエンジンが一日中稼働して空気を圧縮し、容器をチューブを通して送り出しているのだと説明されます。

確かに、木製の吊り鉄道に沿って急いでいる人を苛立たせるほどゆっくりと進むクロッケーボールの受け皿に比べれば、はるかに大きな進歩だ！さて、この種のチューブが、場合によってははるかに大きな直径で、何マイルも地下を通過する様子を想像してみてほしい。 [302]街路や家々を見れば、空気圧式郵便配達が何を意味するのかが分かるでしょう。現金や紙幣が手紙、電報、そして場合によっては小包に取って代わられるということです。

「風のように速い」という表現は、地球上の特定の場所から別の場所へ移動する際の、個人、動物、あるいは機械の速さを強調したいときによく使われます。気まぐれなゼウスの使者であるメルクリウスは、象徴的に同じ速さを表すために、足に翼が生えた姿で描かれていました。現代の人間の使者は、この神の使者とは似ても似つかない存在であり、足に翼が生えているわけでもないため、私たちはある種の目的のために、風のように自由には動かないものの、金属管の狭く確実な経路に限定された、基本的な空気の流れに頼らざるを得なくなっています。

現在では決して普及しているとは言えない空気圧送は、数十年にわたり様々な形で試みられてきた。最初の公共施設への設置は1853年に遡り、ロンドンに直径3インチ、長さ220ヤードの管が敷設され、国際電信会社と証券取引所を結んだ。送電線の前方に人工的に真空状態を作り出し、大気圧によって管内を空気が押し出された。その後まもなく、郵便局当局は空気圧システムが手紙の輸送に役立つと期待し、この問題に着手したが、管の敷設にかかる初期費用を負担することを拒否した。

1858年にC・F・ヴァーリー氏が高圧方式を導入したとき、空気圧輸送は高圧蒸気の利用によって蒸気機関に与えられたのと同等の推進力を得た。 [303]二重管を経済的に利用するため、一方の管で搬送物を輸送するための圧縮空気は、チャンバーからポンプで送り出され、もう一方の管を通して搬送物を吸い戻した。郵便業務用の管は、イギリス、ヨーロッパ、アメリカ合衆国の多くの大都市にすぐに設置された。その中には、エバーショルト通りの北西地区郵便局とユーストン駅を結ぶ30インチの空気圧鉄道も含まれており、1863年の数ヶ月間、この2地点間の郵便物を輸送していた。空気は大型ファンによって搬送物の前方に排出された。その成功に励まされ、同社はさらに大きな管、約 4インチの管を建設した。
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直径数フィートのこの空気圧鉄道は、ユーストン駅と中央郵便局を結ぶために建設されました。15分で14トンの郵便物を片側からもう片側へと運搬しました。ホルボーンには中間駅があり、排気用のエンジンが設置されていました。しかし、客車の周囲からの空気漏れを防ぐのが難しかったため、この事業は商業的に失敗に終わり、長年にわたりこの空気圧鉄道のルート自体が特定できませんでした。失敗はあっという間に忘れ去られるものなのです。

より実用的な小型チューブは、アメリカとフランスで最も急速に発展した。1875年頃、ウェスタンユニオン電信会社はニューヨークにチューブを敷設し、電信を市内の一方から他方へ送るようになった。電線よりもチューブの方が速いことが分かったからである。18年後、シカゴに15マイル（約24キロメートル）のチューブが設置され、同社の本社と市内の新聞社、そして様々な重要な公共施設を結んだ。以前は1時間か2時間かかっていたメッセージの送信が、今でははるかに速くなった。 [304]配達中の荷物の多くが、今では数秒で端から端までひっくり返されるようになった。

一方、フィラデルフィアの人々は、BC バチェラー氏が証券取引所と中央郵便局の間に敷設した、長さ3,000フィートの6インチの二重管の郵便輸送に忙しく取り組んでいた。最初に通過したのは、「星条旗」に包まれた聖書だった。30馬力のエンジンが稼働し、毎分約800立方フィートの空気を圧縮・排出している。フィラデルフィアには、中央郵便局と1マイル離れたユニオン鉄道駅を結ぶ8インチのサービスもある。手紙やチラシがぎっしり詰まった大型郵便物の輸送には1分半で十分で、これらの管は毎日約50万通の郵便物を扱っている。

ニューヨークも同様に交通の便が良い。地下鉄は中央郵便局から青果取引所、ブルックリン、そしてグランドセントラル駅まで運行している。最後の駅は 3番線だ。
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距離は数マイルもあるが、かつて郵便車で45分近くかかっていた地下鉄の旅は、今ではわずか7分で済む。

パリはプチブルーの街であり、ゲイの都において非常に重要な制度です。ここでは、都市部のすべての郵便局が電話交換局の役割を果たす中央局とチューブ状のネットワークで結ばれています。パリのどこにいる友人にも速達メッセージを送りたい場合は、プチブルー、つまり1000 メートルを超えることのない非常に薄いレターカード を購入します。
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重量オンスで、最寄りの郵便局で特別な箱に入れて投函してください。それは交換所に送られ、そこから目的地が [305]すぐ近くに届けられるか、そうでなければ配達に最も便利な場所にある事務所まで二度届けられる。パリの空気通信は誰もが利用しており、電信よりもはるかに安価で、しかも電信と同じくらい迅速だ。さらに、すべてのメッセージが送信者自身の筆跡で送られるという利点もある。このシステムは四半世紀にわたって運用されており、パリ市民はこれなしでは生活に困窮するだろう。

ロンドンは決してチューブレスではなく、40マイル以上の チューブレス道路がある。
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郵便の中心地から放射状に伸びる、長さが 100 ヤードから 2,000 ヤードの 3 インチの線。管はすべて鉛製で、鉄製の保護管で覆われている。接続部を作るには、内径の不規則性を避けるために細心の注意を払わなければならない。配管を線路に追加するときは、まず、先端に管の内径よりわずかに大きい光沢のある鋼製のマンドレルが付いたチェーンを通す。これを加熱して、既に敷設されている管に半分まで押し込み、新しい管を残りの半分に押し込んで両端が接触するまでにする。配管工の接合部ができたら、マンドレルをチェーンで新しい管に通して、内部のへこみや変形をなくす。

主要路線は複線化されており、上り線と下り線がそれぞれ1本ずつある。短い支線は、往路と復路の貨物輸送のために1本の管のみを使用している。

搬送体はフェルトで覆われたグッタペルカ製です。片方の端は空気の通過を防ぐためにチューブにぴったり合うフェルトディスクで閉じられており、もう片方の端はメッセージを入れるために開いています。搬送体がチューブ内を飛行すると、自動信号装置が作動し、 [306]輸送がどれだけ進んだか、そして次の輸送船を安全に派遣できる時期を知らせます。

ロンドンの郵便システムは、中央郵便局の地下に設置された6台の大型エンジンによって稼働している。

空気圧チューブは非常に有用であることが証明されたため、ロンドンに全長100マイルの複線12インチチューブ網を供給する法案が議会に提出された。 1905年4月19日付のタイムズ紙に掲載された書簡の中で、この計画の推進者たちは、計画の意図と、計画が完成した場合に得られると予想される利益について簡潔に説明している。彼らがロンドンに導入しようとしているバッチェラーシステムは、ロンドンやパリ、ベルリンなどの都市で電報や手紙に使用されている小型システムの発展形ではない、と彼らは書いている。そのようなシステムは、数オンスの重さのフェルト製のキャリアを扱い、箱の中に吹き込むことで停止させる。バッチェラーシステムは、非常に高い運動量で移動する70ポンドの重さの鋼鉄製のキャリアを扱う。その違いは根本的である。この意味で、空気圧チューブは最近の発明であり、ヨーロッパでは全く新しいものである。

バッチェラーシステムは、差し迫ったニーズに応えるものです。綿密な観察によると、道路交通の30%以上が小包や郵便物で占められています。これらは、乗客とも重量貨物とも異なる、明確なカテゴリーを形成しています。バッチェラーシステムは、地下鉄が乗客にもたらすのと同様の効果を小包や郵便物にもたらします。アメリカでは郵便輸送に12年間使用されており、導入された地域では不可欠なものとみなされています。

[307]

ロンドンの計画では、約100マイルの二重チューブと、その約2倍の数の荷受け・配達用駅が設けられる予定です。このシステムはロンドン郡をほぼ網羅し、その区域内のどの地点もチューブ駅から4分の1マイル以上離れることはありません。ロンドン郡外への配達は、綿密に組織された郊外のモーターカートサービスによって行われます。荷受けステーションのうち30か所は大型店舗に設置されます。チューブの直径は、現在包装されている小包の80％、若干の調整で90％を収容できるサイズになります。残りの10％、つまり家具、ピアノ、その他の重量物は、補助的なモーターサービスによって処理されます。チューブを拡大すると、コストの増加、容量の大幅な過剰、発送頻度の低下、全体的な効率の低下につながるため、その目的は部分的に損なわれることになります。 40年前に失敗に終わったユーストン・トンネル（事実上地下鉄のようなものだった）は、この点を極端に示す例だが、あのケースでは深刻な機械的欠陥もあった。

機械的な観点から見ると、このシステムは機関車や路面電車と何ら変わらないほど完成度が高く、もはや実験的な段階には達していない。地下鉄サービスの独自の価値は、即時出発、高速輸送、交通渋滞の影響を受けないこと、そして経済性にある。迅速な相互通信を阻害する最大の要因は、時刻表による遅延である。地下鉄サービスの目的は、時刻表とそれに伴うあらゆる遅延を解消することにある。

年間配達される貿易小包の数 [308]ロンドンの小包数は2億以上と推定されている。郡内の店舗数のごく一部である1,000店舗のみを対象に綿密な調査が行われた。その結果、これらの1,000店舗が年間6,000万個以上の小包を配達していることが確認され、これは前述の推定値を十分に裏付けるものと思われる。一方、公式データによると、ロンドンの小包郵便は2,500万個未満、つまり小包全体の9分の1に過ぎないことが分かっている。地下鉄システムが稼働すれば、小包は「次の配達」を待つことなく、すぐに店舗から出荷される。地下鉄で発送された後、目的地から少なくとも4分の1マイル以内の地下鉄駅に配達され、そこから配達員によって届けられる。通常の小包にかかる時間は1時間以内、特別な小包の場合は15分から20分である。現状では、3時間から6時間、あるいはそれ以上かかる場合もある。

地下鉄システムがもたらす一般市民へのメリットは多岐にわたる。顧客は帰宅時に自宅に商品が届いているのを確認できるほか、希望すれば電話で注文し、地下鉄で送られてくる試供品の中から商品を選ぶこともできる。店主は、膨大な混乱や煩わしさから解放され、配達に費やす店舗スペースも減り、経費も削減できる。小規模な商店は、在庫のない商品を卸売業者から仕入れることができ、顧客は待つだけで済む。霧によって頻繁に発生する遅延や混乱も最小限に抑えられるだろう。

プロジェクトの成功は [309]郵便局の支援により、郵便局は最大の恩恵を受けることになるだろう。地域内の手紙の配達時間は平均3時間6分から1時間に短縮される。速達郵便は電報よりも早く配達される。これは、長年にわたりチューブが稼働しているニューヨークやその他のアメリカの都市で何度も実証されている。地方宛の手紙の最終投函時間は30分から1時間遅くなり、到着する手紙の投函時間も同様に早まる。小包郵便も全く同じように恩恵を受けるが、その恩恵はさらに大きい。

郵便局がこの機会を活かすことを選択すれば、すべての郵便局が地下鉄駅になり、すべての地下鉄駅が郵便局になるだろう。そうすれば、同じ数の郵便配達員が現在の10分の1の距離を配達するだけで、時間割に縛られることなく、数分間隔で、袋いっぱいの手紙ではなく、ほんの一握りの手紙を配達できるようになる。

郵便物の仕分けは、一部の駅ではなく、すべての駅で行われるようになる。到着する国内郵便物は鉄道ターミナルの袋から取り出され、同じ袋に発送する国内郵便物が補充されるため、郵便局への往復輸送が不要になる。国内郵便物には袋は一切使用されず、鋼鉄製の運搬容器がその役割を果たす。

地下鉄の各ターミナルには郵便局員が常駐し、郵便物が郵便局の管理下から一瞬たりとも離れることがないようにする。さらに、郵便物の絶対的な安全性を確保するため、施錠システムを導入し、郵便配達員のみが郵便箱を開けられるようにする。 [310]彼らが指示された駅。これらの安全対策は、郵便袋を民間請負業者に雇用されたバン運転手にのみ管理させる現在の方法とは著しい対照をなしている。

郵便物が筒で輸送されるようになれば、ビジネスマンは一日に何度も連絡を取り合い、返信を受け取ることができるようになり、国内外からの手紙にも必ずその日のうちに返信できるようになるだろう。その効果は帝国全土に及ぶに違いない。

チューブの敷設は交通に深刻な支障をきたすだろうか？推進者たちは、その不便さはガス、水道、電話システムの敷設による不便さとは比べ物にならないと断言している。それらの敷設が終わると、不便さは始まったばかりだと彼らは主張する。何千もの家庭への接続、拡張、修理のために、道路は定期的に再開通されなければならない。空気圧チューブは一度敷設すれば、少なくとも一世代は問題なく使用できる。家庭への接続や修理に伴う度重なる変更の必要がないのだ。アメリカの3都市では、過去12年間でチューブに触れたのはわずか3回だけで、その原因は水道管の破裂と隣接する電気設備の不具合だった。修理は数時間で完了した。

計画の概要を述べたところで、次に機械的な詳細について見ていきましょう。パイプは内径1フィート、長さ12フィートで作られます。「直線部分は鋳鉄製で、穴あけ、座ぐり加工、片端をわずかにテーパー状に加工し、もう一方の端（次のパイプ）の凹部に嵌め込んで接合部を形成し、コーキングで塞ぐことができます。このようにして作られた接合部は [311]直線からのたわみは2インチ程度まで許容されると見込まれるため、敷設や基礎の設置は厳密である必要はない。曲げ加工する部分は継ぎ目のない真鍮製とし、曲げ加工前に真円に穴あけ加工を行う。許容曲率は、 直径1インチあたり最大半径1フィートの曲げを基準に決定される。したがって、ロンドン・チューブの直径1フィートの場合、最大曲率は半径12フィートとなる。拡大端で測定すると、各パイプの全体直径は17インチであり、このようなパイプを2本、中心間距離18インチで並べて敷設するため、有効幅は35インチとなる。そのため、溝は36インチ幅で掘削し、パイプの敷設に比較的余裕を持たせるため、溝の深さは6フィートとする予定である。

100マイルの配管が敷設されたら、システム全体を1平方インチあたり25ポンド、つまり常用圧力の約2.5倍の圧力でテストします。配管に空気を供給し、それぞれ長さ3フィート10インチ、重量70ポンドの運搬船を推進するために、10,000馬力のエンジンが必要になります。

輸送列車が終点駅であろうと中間駅であろうと、確実に目的地に届けられるようにするため、バチェラー氏は実に独創的な仕組みを考案しました。輸送列車の前面には、一定の直径の金属板が取り付けられています。各駅では、2本の電線がチューブ内に突き出ており、これらの電線を短絡させるのに十分な直径の金属板が到着すると、電流が流れて配送機構が作動し、輸送列車は駅のボックス内に停止します。各駅に対応する金属板の正確なサイズを知っている配車係は、輸送列車が迷子にならないように確実に管理できるのです。

[312]

読者は、もし搬送装置が管内のどこかで偶然詰まってしまった場合、それを見つけるのは非常に困難だろうと考えるかもしれない。明らかに、半マイル（2つの駅間の距離）の管の中で長い棒を使って探そうとしても、見つけるのはまず無理だろう。しかし、科学は、この問題に対処するためのシンプルで、同時に非常に信頼性の高い方法を開発した。発明者はM・ボンタンである。彼は、ピストルを発射し、その音と反響音の間の時間を正確に測定することで、パリの管内のトラブル箇所を特定した。音速は正確に分かっているため、非常に精密な計測器を用いることで、必要な計算を高い精度で行うことが可能になった。フィラデルフィアの地下鉄路線で故障が発生した際、バチェラー氏はこの方法を大いに活用し、大きな成功を収めた。タイミング装置を用いた大まかな計測に基づいて行われた路面掘削は、地盤沈下によって生じた実際のパイプの破損箇所からわずか数フィートのところまで到達し、さらに運搬車自体も作業員が掘削を開始するよう指示された地点とほぼ正確に一致して発見されたのである。[23]

提案されたようなシステムが確立されれば、地域社会にとって膨大な時間が節約されることは疑いの余地がない。「チャリング・クロスからリバプール・ストリートへの手紙は、郵便では3時間かかるが、地下鉄なら20分から40分、急行地下鉄なら10分から15分で済む」と『ザ・ワールドズ・ワーク』は述べている。昨年（1903年）、ロンドンの郵便局が運んだ速達便は約150万通だったが、その費用は [313]時として、それは非常に重荷に感じられる。例えば、ハムステッドからフリート・ストリートまで特別なメッセージを手渡しで送るには1シリング3ペンスかかり、約1時間かかる。空気圧チューブを使えば3ペンスで15分から20分で送ることができ、近距離通信であれば電信よりもはるかに速く、しかも何倍も安価になると言われている。

ロンドンの車輪付き交通の 6 分の 1 から 4 分の 1 が郵便物や小包の配送に使われていると計算されており、もしチューブが道路の混雑をこの程度緩和するならば、それだけでもチューブを支持する強力な論拠となるだろう。巨大な規模のチューブ輸送が実現しないとは考えられない。これまでその開発は機械的な困難によって妨げられてきたが、それらはほとんど解消された。米国では、「時は金なり」という格言が大西洋のこちら側ではほとんど知られていない形で実践されており、公共図書館、倉庫、鉄道駅、工場など、要するに人間のメッセンジャーを使うと遅延や不確実性が生じるあらゆる用途でこの装置が歓迎されている。20 年前、ベルリエは、現在議会に提出されている計画で想定されているパイプと同じ直径のチューブでロンドンとパリを結ぶことを提案した。我々の子孫はチューブが敷設されるのを目にするかもしれない。なぜなら、一度大規模な輸送システムが効率的であることが証明されると、その発展はすぐに巨大な規模に達するからです。そして、現代の世代でさえ、大都市の地下鉄網がタコの腕のように伸びて、都市と都市が直接つながる様子を目撃するかもしれません。結局のところ、問題は「採算が取れるかどうか」だけです。 [314]地下鉄は、電話や電信と同じくらい効果的にエディンバラとロンドンを結びつける手段となるでしょう。現代の商業の一般的な傾向は、顧客にわざわざ商品を選びに行かせる手間をかけさせるのではなく、商品を顧客のもとへ届けることです （もちろん、これは小型の持ち運び可能なものに限った話ですが）。そのため、「遠隔ショッピング」はますます人気が高まり、空気圧輸送は貴重な味方として認識されるでしょう。例えば、レディングに住むロビンソン夫人は、電話回線越しに短い会話をするだけで、1時間以内に結婚祝いの銀食器の詰め合わせが自宅に届くので、リージェント・ストリートまで出かける疲れを省けることを喜ぶでしょう。また、ニューベリーで車のロッドが折れてしまった夫も、メーカーから交換部品がすぐに届くことを喜ぶでしょう。これらはほんの一例であり、典型的な例でも、特に印象的な例でもありません。腰を据えて、「電光石火の配送」によって年間でどれだけの時間と費用を節約できるかを考えてみれば、空気圧チューブには大きな将来性があるという結論にすぐにたどり着くでしょう。

脚注：

23. カシエの雑誌、xiii、456。

[315]

第23章
電気郵便システム
F空気の動きよりも速いのは 電流の動きであり、電流は1秒間に数千マイルもの距離を移動する。

前章で述べた空気圧式チューブシステムの提案速度は時速30マイルです。イタリア人のロベルト・タエッギ・ピシチェッリ伯爵は、もし実現すれば、そのような速度でさえ非常にゆっくりとした動きに感じられるような電柱を考案しました。

鉱物輸送用のケーブル鉄道は、世界中で広く利用されています。香港をはじめとする各地では、人間の輸送にも大いに役立っています。車やトラックは、頑丈な鋼鉄製のケーブルに沿って、一定間隔で木製または金属製の丈夫な支柱に支えられたケーブルに沿って、エンドレスロープを巻き取り、線路の一端にある蒸気駆動のドラムに巻き付けたり巻き取ったりして牽引されます。あるいは、ケーブル自体や接触している他の電線から電流を取り込むモーターによって動かされる場合もあります。

ピシチェッリ伯爵の電気郵便ポストは、電気ケーブルウェイを小包や手紙の配送ニーズに合わせて改良したものである。

現在、都市間の郵便サービスは、かなりの距離では完全に鉄道に依存しており、比較的短い距離の場合は自動車や馬車が利用されている。例えば、ロンドンとバーミンガムの間には、7つの郵便局が就航している。 [316]往復とも24時間ごとにしか連絡が取れない。ロンドンから朝に送った手紙は、たとえ最も好条件でも、その日のうちに返事が届くことはないだろう――少なくとも営業時間内には。そのため、緊急の連絡は電話か電信で行う必要があった。

ピシチェッリ伯爵は、イギリスの主要都市間を結ぶ軽量ケーブルウェイ網（単一の支柱に4本の線路を設置）を提案した。各線路（正確には軌道）は4本のワイヤーで構成され、上下に2本ずつ、各ペアは同じ高さに配置されている。上側のペアは搬送車の2つの主輪の走行路となり、下側のペアは後輪の走行路となる。3本のワイヤーは搬送車を駆動する三相電流を供給し、残りの1本は3～4マイルごとに設置された自動切替スイッチを操作して、進入する区間の5,000ボルトの高電圧電流を500ボルトの低電圧電流に変換する。

この輸送車両は、手紙、書籍、軽量小包の輸送に適している。当初は時速150マイル（約240キロ）の速度で走行するため、例えば既に述べた町間を10分で運行することが可能になる。発明者は速度を時速250マイル（約400キロ）まで上げることを目指しているが、数トンもの重量がある電気自動車が既にベルリン・ツォッセン鉄道を時速131マイル（約210キロ）で走行しているという事実がなければ、この速度は空想的なものに思えるだろう 。
1
2
時速マイル。いずれにせよ、電柱は通常の急行列車よりも速く走ることが期待できる。「ピシチェッリ伯爵が自信満々に語るような速度が達成されれば」と『世界の仕事』は述べている。「商業と農業のコミュニティ、特に農業コミュニティに計り知れない恩恵をもたらすことは間違いないだろう。」 [317]なぜなら、このシステムには、例えばライダー・ハガード氏がその貴重な著書『イギリスの農村』の中で、農民や土壌の耕作に関わるすべての人々への助けと見なしているような、小さな文化の産物を人口の多い大都市に運ぶ経路があるからである。ピシチェッリ伯爵は、都市間の郵便システムによって発送と受領の都市での遅延を解消することを提案している。このシステムでは、どの都市の主要郵便局も本社と主要鉄道ターミナルに接続される。各支局からさらに線が伸び、その線に沿って郵便物収集柱が建てられ、その上を軽量モーターと収集箱（発送箱に似ている）が走行する。手紙はスロットから投入され、地区名、郵便番号、投函時刻が自動装置によって消印される。その後、手紙は柱の根元にある箱に落ちる。集配ポストが近づくと、投函口が閉じられ、電動モーターによって手紙の入った容器が柱の上部まで持ち上げられ、その中身が集配ポストに投函される。集配ポストは単独で他の集配柱の前を通り過ぎ、それぞれの柱から料金を徴収し、地区郵便局へと運ばれる。地区郵便局では、商業中心地において最初の仕分けが行われ、地元の手紙は郵便配達員による配達のために保管され、その他の集配ポストはそれぞれの荷物を各鉄道ターミナル駅または中央郵便局へと運ぶ。

もしそのような秩序が確立されたなら、遠く離れた「ルノン」に住む息子に送るブーツが電信線を通過するのをじっと見守っていた田舎の老婦人にも、十分な言い訳ができるだろう。

[318]

第24章
農業機械
耕うん機 — 播種機 — 収穫機 — 脱穀機 — ガソリン駆動式農業機械 — 電動農業機械

A農業は 、あらゆる国民産業の中で最も古く、最も重要な産業である。人間は草食動物であり、臼歯、つまり咀嚼用の「二重」の歯を見ればそれがわかるように、太古の昔から季節を守り、土壌が湿っている時期に作物を植え、暖かく乾燥した時期に収穫しなければならなかった。砂漠や草原の遊牧民族は、ナツメヤシの実や家畜を主な食料としているが、それ以外のすべての国は、居住地の大部分を耕作している。古代の遺跡や最古の碑文、文書は、鋤と刈り取り鉤の重要性を物語っており、穀物の利用の増加と、穀物の収穫と調理方法の改善によって文明の進歩が証明されていると考えるのは妥当であろう。

何千年もの間、ギリシャやローマの芸術家が収穫の女神の手に持たせた鎌と、おそらく先端が尖った曲がった枝だけでできた粗末な鋤は、事実上、 [319]農夫が知っている道具は、鍬と鍬だけである。労働力が豊富で、各世帯主が自分の家族を養うのに十分な小さな区画を耕す時間があり、農業以外の産業に従事する動機がほとんどない地域では、面倒で時間のかかる方法が依然として使われてきた。しかし、あらゆる種類の製造業を営む高度に文明化された社会では、農夫が十分な人手を確保することは難しく、それでも、土地の迅速な準備と種まき、収穫物の迅速な収集と脱穀が、成功し、状態の良い作物を生産するのに役立つことは認識されている。

80年前のイギリスでは、都市部に住む人1人に対し、農村部に住む人は3人だった。今ではその比率は逆転しており、これはイギリス諸島に限ったことではない。世界は飢餓を望んでいるわけではないが、文明社会は、人間と動物双方の「生命の糧」を確保するために費やす人数をできる限り少なくすることを求めているのだ。

したがって、前世紀における機械科学の飛躍的な進歩が農業機械に大きな影響を与えたと考えるのは当然である。このような期待は十分に正当化される。なぜなら、かつて鎌と脱穀機が使われていた場所で、今では「自動結束機」や脱穀機が同じ作業をはるかに短い時間でこなしているのを、多くの人が目にしているからである。確かに、賢い馬の群れに引かれて畝を力強く進む耕作者の姿は今でもよく見かける。しかし、耕作の季節には、鋼鉄のロープが畝を裂く蒸気機関の轟音を耳にするのではないだろうか。 [320]熟した土壌を6本の畝で耕す？収穫期になると、機械がいかに人間にとって代わったかがより一層はっきりとわかる。穀物から藁を分離する過程においては、人間の役割はさらに小さくなる。来年、祖父たちのやり方に戻れば、翌年には飢え死にするだろうと言っても過言ではないだろう。

本章では、馬、蒸気、その他の動力によって作動する機械に限定して考察する。これらの機械は、主に鋤、播種機、刈り取り機、脱穀機の4つの項目に分類される。

鋤
リーズのジョン・ファウラー社は、蒸気耕うん機の導入に最も深く関わっていた。同社が最初に開発した装置はエンジン1基のみで、畑を横切る耕うん機の移動は、低い4輪台車に取り付けられた滑車にケーブルを巻き付け、その台車をアンカーに引っ張るロープで畑の反対側の端に沿って移動させることで行われた。別の方法としては、エンジンを畑の隅に固定し、他の3つの隅にそれぞれアンカーを設置し、耕うん機の移動ごとに畝の両端にある2つのアンカーを移動させるというものもあった。1865年頃、この方式は、最初のエンジンと並走して牽引を分担する2基目のエンジンを導入するという、単純かつ今となっては明白な改良に取って代わられた。現代の8連式蒸気耕うん機は、馬力による耕うんよりもはるかに低いコストで、1日に10エーカーを容易に耕すことができる。作物の収穫後に土地を耕す際には、「耕うん機」が使われることがある。それらは矢じり型の刃を持っている。 [321]耕うん爪は、非常に深く切り込み、大量の新鮮な土を地表に運び出す。

播種する作物の種類に応じて、様々な形状のハローで土壌を耕す。イギリスの農家は一般的にスパイクハローを使用するが、アメリカの農家はスプリング歯型のハローを多用する。これは、家のベルのバネによく似た、非常に強力なバネが組み合わさった構造と表現するのが最も適切だろう。短い方の腕はフレームに取り付けられ、長くて尖った方の腕が土を耕す。

ドリルとシーダー
高度に文明化された国々では、籠から種をばらまく男の姿は実に珍しい光景である。原始的な方法は効果的だったかもしれない――腕の良い種まき人なら、半パイントのカブの種で1エーカーを均等に覆うことができた――が、非常に時間がかかった。現在では、車輪付きの長い容器を使用し、容器内部の円盤を回転させ、その円盤の周囲に小さなスプーンを取り付けて、少量の種をすくい取り、先端の刃につながるチューブに投入する。こうして農家は、均等に平行に植えられた穀物の列を確実に作ることができ、早春に芽が出始めると、その美しい光景は風景に彩りを添える。

アメリカ合衆国におけるトウモロコシ（コーン）の栽培は非常に重要であり、約45センチ間隔で一粒ずつ種をまくための特別な播種機が必要となる。ジャガイモの栽培にも、これとやや似た装置が用いられている。

特に興味深い機能を持たない除草機を通り過ぎて、

[322]

収穫機、
膨大な創意工夫が注ぎ込まれてきた。19世紀初頭、英国王立農業協会は、鎌や大鎌に代わる真に有用な機械の開発に対して賞を授与した。いくつかの機械が発表されたが、実用的とは言えず、あまり注目を集めることはなかった。サイラス・H・マコーミックは1831年に刈り取り機を発明し、多くの改良が加えられ、今日では世界中で使用されている。この機械の最も注目すべき点は、三角形の刃が並んだ棒が、同じ数の鋭利な鋼鉄の先端の溝を非常に速く往復し、その先端で穀物を切断することであった。切断刃の往復運動は、機械を支える車輪によって回転するクランクに作用する連結棒によって生み出された。

小麦刈り取り機
小麦刈り取り機

6頭のラバに押されて小麦畑を刈られる「穂刈り機」。穂だけを刈り取り、茎はそのまま残す。カリフォルニアで使用されているこの種の大型機械は、幅50フィート（約15メートル）の刈り取り幅を持つ。

最初のマコーミック製刈り取り機はバージニア州の農場で驚異的な成果を上げ、他の発明家たちを刺激しました。そして1833年には、やや似たような設計のハッセイ製刈り取り機が登場しました。この2つの機械は12年ほどの間、全米で激しい競争を繰り広げました。その後、マコーミックはレーキアタッチメントを追加しました。これにより、プラットフォームに十分な量の穀物が溜まると、機械に乗った2人目の作業員がそれを掃き集めて束ねることができるようになりました。1851年にロンドンで開催された万国博覧会で、審査員は発明者に特別メダルを授与し、この刈り取り機がイギリスに導入されれば博覧会の費用は十分に回収できたであろうと報告しました。フランスから [323]マコーミックは「当時生きていた誰よりも農業の発展に貢献した」として、レジオンドヌール勲章を授与された。

この公的な認知の後、機械式収穫機はすぐにその真の価値に見合った評価を受けるだろうと期待するのは当然だろう。「しかし、農業機械の先駆者である発明家ほど、自らの機械を普及させるのに苦労した者はいないだろう。農民たちはどこもなかなか受け入れようとせず、製造業者も製造を引き受けようとしなかった。機械の価値が証明された後でさえ、誰もが岩だらけで起伏の多い畑では故障するのではないかと恐れていた。発明家は農民たちに自ら収穫機の実用性を実演し、代金を受け取る前に保証までしなければならなかった。こうした数々の困難や挫折を経て、粘り強い発明家は半生をかけて完成させた仕事に対する報酬を得るまでには至らなかった。発明家の最終的な成功は、彼の努力と挫折に対する十分な報酬かもしれないが、後に彼が発明によって得た富を妬む者は、彼が当初克服しなければならなかった困難や障害のいくつかを考慮すべきである。」[24]

1858年、機械の2人目の乗客の代わりにアタッチメントが取り付けられた。4人の男が後ろに続き、機械から発射された穀物を縛り付けた。

発明家たちは、自己結合装置を用いることで、こうした補助的な手の必要性をなくそうと試みた。

ワイヤーを用いた実用的な方法が1860年に登場した。 [324]しかし、ワイヤーの破片が脱穀機や穀物が通過する他の機械に入り込むことで大きな問題が生じたため、農民は手作業に戻り、1873年のアップルビー特許でワイヤーが紐に置き換えられるまで続きました。言葉だけでは、穀物がどのように集められ、紐で囲まれ、巧妙なシャトル機構でどのように結び目が結ばれ、そして、十分な束を集めて「束」を形成してから落下させる一連のアームにどのように投げ込まれるか、ほとんど想像がつきません。ですから、読者の皆様には、次の機会に最新の自動結束機を見学し、担当者に物事がどのように行われているかをできるだけ分かりやすく説明してもらうことをお勧めします。

世間の偏見が克服されると、刈り取り機の成功は確実となった。1870年には6万台が使用され、1885年には生産台数が25万台に増加した。そして今日、農業用省力化機械の製造は20万人以上の雇用を生み出し、世界各地での輸送と販売にも同数の人々が従事している。

カリフォルニアでは、おそらく他のどの国よりも、「動力」農業機械の真価が発揮されている。ここでは、巨大な牽引機関が人間の労働を驚くほど代替している。最大50馬力以上のものは、直径60インチの駆動輪と幅広のフランジを備え、まるで機関車が鋼鉄のレールを走るように、穀物畑の不均一な表面を、溝や低地を越え、急な丘の斜面を登っていく。このような強力な牽引機関、あるいは「自動車」は、 [325]アメリカの農民が一般的に呼ぶところの、16 枚の 10 インチのプラウ、4 枚の 6 フィートのハロー、およびドリルとシーダーを牽引できる機械。こうして土地は一度に耕され、ドリルで穴が開けられ、種が蒔かれる。50 エーカーから 75 エーカーの未開墾地を 1 日で耕し、種を蒔くことができる。収穫期になると、この機械が再び稼働し、通常なら大勢の労働者の努力でも苦労するような畑も、迅速かつ容易に収穫される。巨大な収穫機がプラウとハローの代わりに牽引機関に連結され、75 エーカーの黄金色の小麦を 1 日で刈り取り、結束し、積み上げる。刈り取り機の幅は 26 フィートで、畑をきれいに刈り取る。刈り取りと結束と同時に脱穀、洗浄、袋詰めを行う機械もある。他の牽引機関車が続いて袋詰めの小麦を集め、こうして列車いっぱいの小麦が畑を横切り、沿岸部や内陸部の穀物倉庫や鉄道へと運ばれていく。」

カリフォルニアでは、完熟した作物には「ヘッダー」と呼ばれる機械がよく使われる。これは牽引式ではなく、ラバに押させて動かし、穂だけを切り落とす。藁は価値がないため、動物に踏みつけられる。このようにして、幅50フィートにも及ぶ刈り取り帯が処理され、機械が移動しながら穀物が脱穀される。

世界で最も美しく、同時に最も有用な作物の1つはトウモロコシであり、膨大な数の人間だけでなく、無数の家畜の食料にもなっている。家畜は熟した穀粒だけでなく、緑の茎も食べる。1902年には、米国だけで2,523,648,312ブッシェルものトウモロコシが生産された。これは小麦の987,000,000ブッシェル、小麦の670,000,000ブッシェルと比べて多い。 [326]大麦の束。さて、トウモロコシの茎は非常に硬く、しばしば高さ10フィート、太さ1インチにもなるため、小麦や大麦のように簡単には切断できません。そこで、トウモロコシを処理するための特別な機械が考案されました。トウモロコシの列は、垂直に対して角度をつけて動作する突出したスパイクを備えたチェーンによって、倒れた場合に拾い上げられ、茎を持ち上げると同時に引き戻され、水平のV字型のフレームに入ります。このフレームは前方に広い開口部がありますが、後方に向かって狭くなっており、両側に固定された鎌が茎を引き伸ばすように切断し、その後、V字の角度で左右に動く単一のナイフに到達して茎を完全に切断します。マコーミック社の機械は、トウモロコシを垂直の束に集め、「ショッカー」のために縛ります。

脱穀機
原理的には、これらは非常に単純です。藁と穀物はスロットに投入され、歯付き回転ドラムと固定歯付き凹面の間に引き込まれます。これらが穂から穀物を引き剥がします。前者は選別機のホッパーに落ち、そこで塵や殻が取り除かれ、ホッパーへと送られます。無限に続くバケットのチェーンが穀物を、それぞれ1袋分だけ入る排出ビンまで運びます。ビンがいっぱいになると、注ぎ口から穀物が排出され、その口の下に待機している容器に落ちます。自動カウンターが排出されたトウモロコシの袋の数を記録するため、従業員による不正行為は事実上不可能になります。このように穀物が処理されている間、振動レーキが藁を整理し、揺すります。 [327]束ねやすい形に整えられて後方に排出され、もみ殻はエンジンの燃料または家畜の飼料として利用されるために、本来の山へと運ばれる。

ガソリン駆動式農業機械
水上、鉄道、道路において、ガソリンエンジンは蒸気機関と競合し、非常に成功を収めてきた。そして今、農業作業の動力源として、蒸気機関と馬の両方に挑戦するにふさわしい存在になりつつある。おそらくイギリスで最もよく知られているガソリン駆動の農作業用補助装置は、ビッグルスウェードのダン・アルボーン氏が製作したものだろう。彼はかつて、安全自転車を一般に普及させるのに大きく貢献した人物である。「アイベル」モーターは見た目が美しいとは言えない。側面は平板で、輪郭は逆さにした平底船を思わせる。しかし、これは意欲的で力強い働き手であり、早朝に燃料を補給する必要もなく、一日の作業後に丁寧にブラッシングする必要もなく、疲れた筋肉を休めるために休憩する必要もない。1つのタンクにはガソリン、別のタンクには潤滑油、3つ目のタンクにはシリンダーを冷却するための水が入っている。 18馬力の2気筒エンジンは、大型クラッチと歯車列を介して走行輪に動力を伝達します。走行輪は幅広で波型に加工されているため、軟弱な地面に沈み込んだり、硬い地面で滑ったりすることはありません。機械の片側からは幅広の滑車が覗いており、いつでもすぐに飼料切断機や脱穀機、ポンプ、トウモロコシの粉砕機、発電機などを駆動できます。

モータープラウ
モータープラウ

「アイベル」農業用モーターが3連プラウを牽引している様子。このモーターは1日に6エーカーを耕作でき、1エーカーあたりの総コストは5シリングです。また、収穫、脱穀、籾殻の切断など、農場での様々な作業にも使用できます。

「アイベル」を2台の刈り取り機や3連プラウに取り付ければ、すぐに「人間の友」である牛よりも優れていることがわかるだろう。以下にいくつかの記録を紹介する。

11エーカー、1ロッド、13ポールの湿ったローム質の土地を 17年かけて耕した。
1
2
時間、1エーカーあたり5シリングの費用。

[328]

19エーカーの小麦を10時間で収穫・結束し、1エーカーあたり1シリング9ペンスの費用がかかった。

15エーカー、3ロッドの草が 3つ刈り取られている
1
2
時間、費用、1エーカーあたり1ドル。

馬を使った場合、耕作の平均費用は約1エーカーあたり10シリング、収穫は約5シリングです。つまり、同じ費用でモーターを使えば少なくとも2倍の作業ができることになります。

農業問題に関して著名で洞察力に優れた作家である「ホーム・カウンティーズ」の文章から、一節を引用してみよう。

「自動車農業は、土地のより徹底的な耕作と、より巧みでより啓蒙的な農業の実践につながる可能性が高く、粘土質の土壌で数多く見られるような、嘆かわしい土地の耕作や土地の奪い合いといった方法のさらなる拡大にはつながらないからこそ、農村地域の利益と農業の繁栄を心から願う多くの人々が、その始まりを好意的に見守っているのです。」[25]

農家は、かつて機械式刈り取り機が歓迎されたように、農業用モーターを歓迎するだろうか？予言は危険を伴うが、もし10年が経過する前に、大規模農場や軽耕地で馬がガソリンにほぼ取って代わられなかったとしたら、筆者は大いに驚くことになるだろう。

電動農業機械
フランス、ドイツ、オーストリア、そしてアメリカ合衆国では、電気モーターが農業用途に転用されている。水力が利用できる地域では、特に適している。 [329]脱穀、籾殻切断、根菜切断、粉砕などの定置作業には電気が用いられます。電流は広大な農場全体に容易に分配でき、可搬式モーターにも供給可能です。耕作も電気で行われており、そのエネルギーは近くに設置された蒸気機関から供給されるか、路面電車で使われるようなトロリーアームを介して耕うん機に送られる架空送電線から得られます。

近年の電力送電技術と電動機の効率の飛躍的な進歩により、広大な農地では、畑全体がケーブルと電柱で囲まれ、恒久的な設備となる日が近づいている。耕作、播種、収穫といった通常の農業作業は、馬や、畑の端で苦労して息を切らす蒸気機関に頼ることなく、完全に自動化されるだろう。実際、この試みは米国で既に成功している。いずれにせよ、巨大な蒸気機関は、より優れた力の前に屈服しつつあるのだ。

脚注：

24. カシエの雑誌。
25. 世界の仕事、第 3 巻、499。

[330]

第25章
乳製品機械
搾乳機 ― クリーム分離機 ― 牛乳乾燥機

搾乳機
T三本足の椅子に腰掛け、牛の柔らかい脇腹に頭をもたせかけながら、泡立つバケツに雪のように白いミルクを勢いよく注ぎ込む農夫の姿は 、鍛冶屋の炉から飛び散る火花のように、幼い頃から見る者をかすかな興味で惹きつける光景の一つである。バケツの中身が最終的に爽やかな飲み物となるのであれば、彼（彼女）は複数の意味で興味を持っているのかもしれない。なぜなら、ミルクは自然な泡を帯びている時ほど魅力的に見えることはないからだ。

現代の酪農法では、あらゆる工程において極めて厳格な衛生管理が求められます。バケツ、鍋、攪拌器などは、表面がピカピカになるまで磨き上げ、どんなに小さな微生物も付着できない状態にしなければなりません。建物は十分に換気し、こすり洗いし、定期的に消毒剤で処理する必要があります。それでもなお、目に見えない危険が潜んでいる可能性があり、そのため、牛乳は特定の目的のために、沸点に近い温度まで加熱し、同時に機械的に攪拌して表面に泡が発生するのを防ぐことで殺菌されます。 [331]表面に塗布した後、外部の有害な細菌の侵入を防ぐ密閉されたボトルに注ぎ込まれる。

人間の手は、たとえ頻繁に洗っても、科学的に清潔に保つのは難しい。牛乳配達人は、牛の脇腹に手を置いたり、牛の便に手を置いたりする。つまり、常に無菌状態を保証できない表面に触れていることになる。そのため、乳頭を汚染し、ひいては牛乳を汚染してしまう可能性がある。そこで、健康のため、また搾乳の労力と費用を最小限に抑えるために、乳房から機械的に乳を搾り取るための様々な装置が試されてきた。これらの多くは、実用上の欠陥のためにすぐに廃れてしまった。しかし、少なくとも一つは成功と言えるものがある。それは、電気で動くローレンス・ケネディ式搾乳機であり、この「謎の液体」が人間の役に立つことができるというもう一つの証拠となる。

セーヌ川のイル・ド・ラ・ロージュ島には、先ほど述べたものを含め、省力化機器を最新鋭で導入している酪農場がある。ここでは、タービンで発電した電力で大容量の真空ポンプが作動する。ポンプは、乳首に簡単に装着できる円錐形のゴム製キャップが付いたチューブに接続されている。1つの吸引室から4つのキャップが分岐している。調整が終わると、牛乳配達人（もはやその肩書きの権利の大部分を奪われている）は真空コックを回し、手搾りの周期的な動作を模倣する装置であるパルセーターが作動し始める。1分あたりの脈動回数は、調整ネジで細かく調整できる。牛乳はバケツに向かう途中でガラス管を通るため、搾乳が完了したことを作業員が確認できる。

[332]

この方法は、手による汚染の危険性を排除します。また、牛乳を空気から完全に遮断し、この方法で搾乳された牛乳は、従来の方法よりもはるかに長く甘さを保つと言われています。牛は、人間が機械に取って代わられることに、特に神経質なジャージー種でさえも、反対しないようです。経済性の面では、利用者は大きなメリットを得られます。なぜなら、一人の係員が複数の機械式搾乳機を調整・監視できるのに対し、手作業では「一人につき一頭の牛」というルールが適用されるからです。ロマンチックさという点では、世界は負けるかもしれません。真空ポンプは、歌に出てくる美しい乳搾り娘には到底かないません。しかし、現実的な人々は、微生物と乳搾り娘（特に男性の乳搾り娘は、必ずしも美しいとは限らない）が加わった牛乳よりも、美しさのない純粋な牛乳で満足 するでしょう。

クリームセパレーター
乳製品から脂肪分と水分を分離する際には、機械も重要な役割を果たします。クリームを鍋に入れて自然に「浮かせる」方法は、分離のスピードや徹底性がそれほど重要ではない小規模な酪農場では十分です。しかし、大都市の市場向けに大量のクリームが必要な場合や、バターに加工する場合は、はるかに迅速な処理が必要となります。

機械式クリーム分離機は遠心力の法則を利用しています。牛乳は垂直軸を中心に高速回転するボウルに注がれます。重い（水分の多い）部分は、中心からできるだけ遠ざかろうとしてボウルの側面を上昇します。 [333]動きのある部分と、それほど運動しない軽いクリームの粒子は底に留まる。単純な機械装置により、非常に脱脂された牛乳は一方のチューブから、クリームはもう一方のチューブから押し出される。効率的な分離機は、バター脂肪の最大 99 パーセントを除去する。手作業で操作される小型のものは、1 時間あたり 10 ～ 100 ガロンの牛乳を処理する。一方、「クリーム工場」で広く使用されている大型の機械は、馬、蒸気、電気、またはその他の動力で回転し、1 時間あたり 450 ガロンの処理能力を持つ。機械による分離方法によって得られる節約は非常に大きいため、酪農家は、以前は製造にかかる費用をかろうじて賄える程度だったバターで、今では大きな利益を上げることができる。

牛乳乾燥機
牛乳は87％が水分で、約12％が栄養分です。水分を蒸発させた牛乳は、濃縮された食品となり、自然な状態では満たせない多くの用途に非常に役立ちます。つい最近まで、固形分と液体分を分離する工程はコストがかかりすぎたため、「粉乳」の製造は採算の取れる産業ではありませんでした。しかし現在では、エジンバラのジェームズ・ミルンズ・アンド・サン社が製造する、ほぼ瞬時に水分を蒸発させる乾燥装置が市販されています。

この工程で使用される機械、ジャストハットメーカーはシンプルな構造です。直径28インチ、長さ5フィートの大きな金属製ドラム2個が、約8分の1インチの間隔で水平にフレームに取り付けられています。 [334]ドラム間の間隔は1インチです。軸方向のパイプを通してドラムに送り込まれた高圧蒸気により、ドラムの表面温度は華氏220度まで上昇します。牛乳は回転するドラムの上を細い流れで流れ、ドラムの熱によって水分が急速に蒸発します。固形物の層が徐々に形成され、これをナイフで削り取って容器に落とします。

牛乳は加熱殺菌されるものの、煮沸や化学的な処理は一切施されていません。この機械は牛乳業界に革命をもたらすことが期待されています。酪農家は、非常に傷みやすい牛乳を、調理や菓子作りに便利な、扱いやすく保存性の高い粉末に加工できるようになるからです。探検家や兵士は、牛乳を錠剤状に加工することができ、1ポンド入りの錠剤は、家畜の牛から遠く離れたキャンプファイヤーで、紅茶やコーヒーの味を調えるのに重宝されるでしょう。

[335]

第26章
彫刻機
T石器の先や骨の破片で洞窟の壁に粗雑な図像を苦労して刻みつけた野蛮人 は、現代の優れた道具を備えた彫刻家が感じる感情を表現しようと、できる限りの努力をした。彼は、宗教的あるいはその他の理由で、その時々で自分が興味を持った形を永久に記録しておきたかったのだ。

太陽、月、星は、原始宗教において崇拝の対象として大きな役割を果たした。それらは道具を少し動かすだけで容易に表現できた。しかし、人間が天体から地上の物体へと目を向け、人間や動物の姿を崇拝するようになるにつれ、つまり聖書の「偶像」を崇拝するようになると、彫刻家ははるかに高い芸術水準に到達した。彼らは、当時の偉人や、自国が認める神々を大理石で忠実に表現しようと努めたのである。

ナイル川の岸辺に巨大な建造物を点在させたエジプト人は、玄武岩、斑岩、花崗岩といった、極めて硬い素材を扱っていた。これらの素材は、高度に焼き入れされた鋼鉄の刃さえも曲げてしまうほど硬く、ファラオの臣民がどのような道具を持っていたのか、私たちには想像を絶する。ただ一本の鑿だけが、非常に柔らかい青銅でできており、一振りで刃が曲がってしまうほどだった。 [336]発見された岩盤の裏側から、これまでに明らかになったのは鉄製の道具の痕跡だけである。鋼鉄製の道具は見つかっておらず、古代人は青銅を含む他の金属を、現代では到底不可能なほどに硬化させる、忘れ去られた何らかの方法を持っていたと推測するしかない。彼らがどのような道具を使っていたにせよ、素晴らしい仕事を成し遂げたことは間違いない。大英博物館に所蔵されている巨大な彫刻の数々、そしてメムノン像やカルナック神殿の像など、さらに巨大な彫像は、毎年多くの観光客をエジプトへと惹きつけている。

エジプト人は壮大さを、ギリシャ人は輪郭の完璧さを称賛した。運動がほとんど宗教的である民族の間でしばしば見られた、最も理想的な人間の姿は、多くの偉大な古典彫刻家たちにインスピレーションを与え、彼らの作品はこれまでも、そしておそらくこれからも超えられることはないだろう。オリンピック競技の勝者には大きな名誉が待っていたが、最も切望された賞は、連勝を重ねた後にのみ与えられる、オリンピアのゼウス神殿近くの聖なる森に自分の像を建てる許可であった。後世の人々が、月桂冠をかけて戦った際に彼が取った特徴的な姿勢を大理石で表現したものを見つめることを知っていた者は、幸いであった。

彫刻の技法は、ごく最近まで数千年にわたりほとんど変化していません。まず、彫刻家は粘土や蝋で小さな模型を作ります。次に、等身大や巨大な彫像を制作する場合は、鉄製の骨組みを作り、そこに小さな模型から比例的に複製した実物大の粘土を載せます。これが完成したら、型に粘土を流し込んで原型を作ります。 [337]石膏を湿らせた塊を表面全体に散布し、それらを少しずつ取り除いて組み合わせることで、完全な型を作る。この液状の石膏に、像全体の空洞の鋳型を流し込み、それを職人が滑らかに仕上げる。

次に、この鋳型を大理石で複製する必要があります。鋳型と大理石のブロックはどちらも、垂直軸を中心に回転する「スケールストーン」の上に設置されます。ここで、「ポインティングマシン」と呼ばれる巧妙な装置が登場します。この装置には、先端に細い金属製の針が付いた2本の腕があり、ボールジョイントで可動します。まず、これらの腕をモデルに当て、下側の腕をスケールストーンの印に、上側の腕を像の印にそれぞれ触れるように調整します。次に、作業者は腕を固定し、機械を大理石のブロックの方へ回転させます。大理石のスケールストーンにも、鋳型と同様に印が付けられています。下側の腕はスケールストーンの対応する印に当たるように設定されますが、伸縮自在にスライドできる上側の腕は、ブロックの未除去部分によって元の位置に戻ることができません。そのため、作業者は針が向けられているブロック上の点だけを確認し、針の軸線に沿って、腕が完全に伸びるのに十分な深さまで大理石に穴を開けます。この工程は、場合によっては何千回も繰り返され、ブロックに小さな穴が蜂の巣状に開けられるまで続きます。彫刻家は余分な大理石を削り落としますが、穴の深さを超えないようにします。すると、彫像の粗い輪郭が現れます。より熟練した職人が続き、鋳造された原型に忠実に材料を成形します。 [338]彫刻家自身が仕上げの手を加え、完成した作品に自身の個性を刻み込む。

世界で最も偉大な彫刻家の中でも、下絵を一切用いず、大理石から直接彫像を彫り出すという大胆な試みに挑んだのは、ごく少数の者だけだった。ミケランジェロもその一人であり、まるで創作の熱狂に駆られたかのように、大理石の塊を激しく削り、削り屑が雨のように降り注ぐほどだった。彼は何時間も彫り続け、他の巨匠なら何ヶ月もの努力を無駄にしてしまうような、たった一度のミスも犯さなかった。彼はまさに天才であり、巨大な大理石の塊のどの部分においても、彫り進めるうちに徐々に形作られていく彫像が、まさにその深さに達したことを、ほとんど超自然的な能力で見抜くことができたに違いない。

芸術的な模型の製作には常に熟練の職人の手が必要ですが、大理石や石への鋳造は、ポインティングマシンを使うよりもはるかに迅速に行えるようになりました。完成したデザインの表面をポインターが正確に動かすだけで、驚くほど短時間で石塊から彫像を削り出すことができる、既に2つの優れた機械が開発されています。それは、ウェンツェル・マシン・スカルプターと、アウグスト・ボンテンピ氏のメッカネグロフォです。

ウェンツェル彫刻機
ある暗い11月の午後、ロンドンの大きな会社の地下室で、奇妙な形をした枠組みを使って作業している2人の男を見つけた。彼らはそれを前後に、上下に揺らし、金属が石にぶつかる絶え間ない音を立てていた。近づいてみると、中央に水平に横たわっているのが見えた。 [339]機械は小さな大理石像で、その足は周囲に深い切り込みのある板に固定されていた。両側には等間隔で、同様に板に固定された2つの水平な大理石のブロックがあった。職人は、バランスの取れた枠の中央から突き出た鈍い先端のポインターに目を凝らしていた。彼はそれを像の表面に沿ってゆっくりと動かし、同時に、枠に取り付けられた2つの回転するドリルが、枠の動きが許す限り石のブロックを削り取っていった。ドリルは電気で駆動し、毎分数千回転し、削り取った石を極めて細かい白い粉塵の形で飛ばしていた。

ドリルがまるで意思を持っているかのように動く様子は、実に魅力的だった。まるで画家の手の中で鉛筆が線を描き続け、それらが突然生命を宿し、意味を現すように、ドリルも一見無作為に描かれた溝を辿り、それらが繋がり、広がり、そして最終的に粗削りな肢体を露わにしたのだ。

時折、機械工は足台を一周回して固定ボルトを差し込んだ。こうして彫像とブロックの新たな部分が、ポインターとドリルで削り取られるようになった。作業の初期段階で余分な材料を取り除くために使われていた大きくて粗いドリルは、より細いものに置き換えられた。浅浮き彫りが彫り出され、手足が形作られ、頬の繊細な曲線や眉毛と唇の輪郭がなぞられ、数時間後には複製は人間の彫刻家の手によるいつもの仕上げと研磨の準備が整った。

機械の容量に応じて、2、4、または [340]多少の電力と時間を要すれば、6体の複製を作ることも可能です。また、作業対象を石や大理石に限定する必要もありません。繊細な小さなブロンズ像から複製された木彫りの素晴らしい例をいくつか見せていただきました。さらに、特別なドリルがあれば、両者の関係を逆転させ、ブロンズ像を木製のオリジナル像の動きに従属させることもできます。

ウェンツェル社の機械に「彫刻が簡単にできる」と謳うのは魅力的な宣伝文句だろう。しかし、それは真実を表しているとは言えない。結局のところ、この機械は 複製するだけで、彫刻家の役割である創造はできない。彫刻にとって、機械は印刷工の「版木」と芸術家の原画、あるいは石版画の版と画家の彩色された絵画の関係と同じである。したがって、機械で作られた彫像に対する偏見は、名作絵画の精巧な 複製に対する反対と同じくらい不合理である。彫刻家自身が直接制作したわけではないが、複製にも彫刻家の個性が刻み込まれている。なぜなら、機械は既に行われたことしかできないからだ。機械は、古く不完全な手作業による「ポインティング」を置き換え、より安価で、より迅速で、より正確なモデルの解釈を可能にする方法を提供するに過ぎない。

彫刻そのものとは別に、産業芸術はこの発明に幅広い分野を提供していることは明らかである。例えば建築においては、建物の内外装に用いられる彫刻された木材や石材は、これまで高価な贅沢品と見なされてきたが、そのコストにもかかわらず、ますます広く用いられるようになっている。建築家は今や、経済的な彫刻方法を手に入れ、 [341]これにより、彼は装飾的な石細工をほぼあらゆる程度に活用できるようになる。彫刻が施されたフリーズ、コーニス、柱頭などは、旧体制下では何ヶ月もの高額な手作業を要したが、今では機械によって迅速かつ大量に複製することが可能になり、しかもその機械は足場の上での作業にも適応させることができる。

石工たちはどうなるのだろうか？彼らは全員、あるいは少なくとも大多数が職を失うのではないだろうか？これらの疑問に対する最良の答えは、機械が手作業に取って代わった産業を考察することによって見出されるだろう。綿紡績国であるイギリスは、動力織機の導入によって恩恵を受けたのだろうか？イギリスは、動力織機が導入されなかった場合よりも多くの労働者を雇用し、彼らは昔の手織り職人よりも良い賃金を得ているのだろうか？これらの問いにはすべて「はい！」と答えるべきだろう。同様に、彫像や装飾品が安価になれば、これまで1人しか手が届かなかったものを20人が購入できるようになるだろう。そして、現代の記念碑職人の生産量が取るに足らないものに見えるような産業が生まれるだろう。彫刻機械は間違いなく、普遍的な「美しい家」の実現に一歩近づくことになる。

多機能な「ウェンツェル」ができることをすべて列挙すると、途方もなく長くなってしまう。そこで、ここでは靴型、銃床、鋳型、エンジニアリングパターン、数字、その他不規則な形状の物品など、金属の針が唸りを上げて作られる比較的ありふれた製品をいくつか挙げるにとどめよう。ウェンツェルは「手を使う」のが好きな人にとって新たな趣味となるだろう。なぜなら、小型の機械が市販されており、様々な加工が可能だからだ。 [342]直径6インチ以下の対象物。彫刻の知識は一切不要で、基本的な原理を習得すれば、小型の複製機があれば、雨の日を利用して、自分や友人の暖炉の棚に飾る小像、胸像、装飾模様などを制作できます。そして、繊細な古典的人物像や群像を白大理石で丁寧に仕上げた複製は、きっと喜ばれる贈り物となるでしょう！アマチュア写真家、糸鋸職人、木彫り職人は、自分の工房に「イカボッド」と書き記さざるを得なくなるでしょう！

ヴェンツェルは実験段階をはるかに超えた存在となった。ベートーヴェンのミニチュア胸像の制作を見守ったドイツ皇帝は、生命のない石から音楽家を呼び起こすことができるこの機械に感嘆した。壮麗なシャルロッテンブルク市庁舎の内部装飾全体は、機械彫刻の素晴らしい例であり、観光客はぜひとも見学すべきである。

それでは次に

ボンテンピ彫刻機
メッカネグロフォという難解な言葉は、まさにそのような意味を持つ。この機械は、パルマ出身のアウグスト・ボンテンピ氏の発明品である。彼はイタリア軍の兵士として人生をスタートさせ、若くして優秀な技術者として名を馳せた。

彼の機械は、構造上の細部においてウェンツェルの機械と大きく異なっている。まず、大理石へのドリルの圧力は手ではなく水によって加えられる。次に、切削するブロックは垂直に配置されるが、 [343]水平方向への移動に加え、インデックスポインターはドリルフレームに固定されておらず、ドリルを任意の方向にガイドする油圧機構のバルブを制御するだけです。ドリルは電気で回転しますが、その他の動作はすべて水圧によって行われます。

小型ウェンツェル自動彫刻機
小型ウェンツェル自動彫刻機

これは、少女が原型となるものの表面をなぞるポインターを頼りに、石や木から一度​​に2体ずつ彫り出す作業である。

ボンテンピ装置の最も独創的な特徴は、間違いなくポインターの油圧バルブである。このバルブによって、ドリルは前方、側方、上方への動き、あるいは2つまたは3つの動きを組み合わせた複合的な動きをすることができる。ポインターに触れていないときは、すべてのバルブの開口部が閉じたままで、機械は作動を停止する。オペレーターがポインターを前方に引くと、水路が開き、液体が高圧でシリンダーに流れ込み、ドリルフレームを前方に押し出す。ポインターを横方向にも押すと、2つ目の水路が開き、2つ目のシリンダーが作動し、フレーム全体がそれに応じて移動する。さらに上方向にひねると、3つ目のシリンダー群が作動し、作業員自身もドリルと共に上昇する。

ポインターの敏感な先端が物体に触れるとすぐに伸縮し、バルブが即座に閉じるため、ドリルはその方向にはそれ以上進まなくなる。

原本と複製は、ウェンツェルの扱い方で既に説明したのと同様の方法で、台座の上で時折回転させて交換される。大型の機械では、最大20枚の複製を作成できる。

ごく最近、ロンドンのサザークに、高さ27フィートの巨大なボンテンピが設置されました。これは、5フィート6インチ四方、高さ10フィート、重さ約20トンのブロックを扱います。巨大な質量のため、 [344]一度に1枚しか製作できないが、費用に見合うだけの条件が揃えば、2枚、3枚、4枚同時製作が可能な機械を製作することも可能だろう。経営者たちは花崗岩を研磨するための研磨剤を発見した（通常の鋼鉄製の鑿では役に立たない）。そして、この頑丈な素材を使った柱や記念碑の製作に対する需要は大きいと見込んでいる。なぜなら、彼らの機械は石工の12倍もの速さで完成品を生産できるからだ。

ボンテンピ氏の発明初期には、興味深い逸話が伝えられています。彼がフィレンツェに実験用の機械を設置した際、ラッダイト運動に倣った労働者たちが一斉に立ち上がり、彼と彼の装置を破壊すると脅迫しました。発明家を守るために警察が出動し、彼はより寛容な考えを持つ人々が住むナポリに工房を移すのが賢明だと考えました。フィレンツェの人々は今、ボンテンピ氏を追い出したことを後悔しています。なぜなら、労働市場を低迷させるどころか、この機械彫刻家は経営者と従業員双方にとって非常に良い味方であることが分かったからです。

注：情報および図版の提供にあたり、著者はロンドン、アルダーマリー・ハウスのマシン・スカルプチャー・カンパニーのW・ハンソン・ボーン氏、およびサザーク、サムナー・ストリートのオートマチック・スカルプチャー・シンジケートの秘書であるE・W・ガズ氏に感謝の意を表します。

[345]

第27章
自動小銃
W科学が人間の肉体が受け継ぐ病弊を治療するために絶え間なく努力する一方で、発明は人類を滅ぼすための兵器を絶えず生み出し続けている。昨日はパスツールの発見とマキシム機関銃だったが、今日はフィンセン光線とレクサー自動小銃だ。

死と荒廃をもたらすことだけを目的とする新しい装置を目の当たりにすると、ため息をつかずにはいられない。なぜこのような創意工夫が、生活をより楽で楽しいものにする機械の完成に向けられなかったのかと、悲しい思いに駆られる。しかし、現代の機械を扱う本から、火薬が人類の争いの場に初めて登場して以来、人類が多大な思考を費やしてきたある種のエンジンについて言及することを、完全に排除することはできないだろう。

そこで、本章の主題として、デンマーク発祥の武器を取り上げることにした。デンマークは国土面積は小さいものの、非常に名声の高い発明家を数多く輩出している国である。

ロンドンのオフィスで、イングランドの偉大な船乗り英雄を記念するモニュメントが見える場所で、筆者は初めてレクサー砲と出会った。この砲は、わずか18ポンドほどの重さしかないにもかかわらず、1分間に300発もの弾丸を発射できる、まさに恐ろしい装置である。

[346]

その形状は、やや不格好な造りの普通のライフル銃のようだ。目に入るとすぐに、銃口付近を囲むリングから突き出た一対の支柱が目に入る。屈強な男でも、18ポンド（約8kg）を肩に担いで長時間持ち続けるのは重すぎるだろう。そのため、レクサーは主に静止状態での射撃を想定している。使用者は伏せ、銃口を支柱に当て、銃床を肩に押し当てて射撃する。銃器の歴史は繰り返されるが、二股の棒で支えられた古い火縄銃から、2本の鋼鉄製の脚で支えられた最新のライフル銃まで、非常に長い道のりがある。

マキシム機関銃やホッチキス機関銃などの機関銃は、60ポンド（約27kg）以上の重量があり、馬または数人の人員が牽引する車輪付きの台車に載せて運搬する必要がある。非常に険しい地形では、荷馬やラバに積載しなければならない。戦闘が必要になった際には、梱包のために分解された銃本体、支持具、および関連機器を急いで再組み立てする必要がある。これは貴重な時間の損失を意味する。

レクサーライフルは、リー・メトフォードやモーゼルとほぼ同じくらい簡単に持ち運ぶことができ、一般的な小口径弾薬を発射できる。歩兵や騎兵が行ける場所ならどこへでも、特別な運搬作業を必要とすることなく、レクサーライフルも持ち運ぶことができる。

戦闘用武器としての実際の使用法について説明する前に、まずその構造上の主要な特徴を見ていきましょう。

この銃は、銃床、銃身機構を囲むケースとトリガープレート、銃身、および穴の開いた銃身カバーから構成され、銃身カバーには発射時に銃口を支える二股の脚が取り付けられており、使用しないときはカバーの下に折り畳まれる。 [347]機構を作動させる動力は反動から得られます。銃が発射されると、反動によって銃身、薬室、その他の可動部品が約2インチ後退し、薬室の後ろ、銃床の前部に格納されている強力な反動ばねが圧縮されます。反動の力がなくなると、このばねは膨張し、銃身を再び発射位置まで前進させます。反動と薬室の後退は、銃身内部のレバーやその他の作動部品を作動させ、これらの部品が一定の順序で連動して動作することで、薬室を開き、空の薬莢を排出し、新しい弾薬を薬室に装填し、薬室を閉じます。自動射撃モードに設定され、射手が引き金に指をかけ続けると、打撃アームがハンマーを叩き、弾薬が発射されます。この一連の動作は、弾倉が空になるか、射手が引き金を離して発射を中断するまで繰り返されます。

特徴的なのは、銃身を囲む鋼管である。この鋼管には多数の開口部が設けられており、銃身を冷却するための空気循環を可能にしている。銃身には、頻繁な爆発によって発生する熱を放散させるため、空冷式ガソリンエンジンのシリンダーにあるものと同様のフィンが取り付けられている。カバーの両端付近にはガイドがあり、銃身はこのガイドに沿って反動とリコイルスプリングの影響を受けて前後に動く。支持部は銃床を上下に動かしたり、かなりの角度で旋回させたりしても、地面上の支持部の位置が変わらないように、銃床に取り付けられている。銃身カバーの後端は銃床にしっかりと固定されている。 [348]砲尾機構の一部であり、これと銃床によって、可動部が作動する銃の剛性部分を形成し、可動部の動きは、剛性部分に取り付けられた溝や切り欠き、およびブロック上で作動するカムとスタッドによって案内および制御される。

特別な図解を用いなければ、単純な機構の動作原理を説明するのもかなり難しい。しかし、筆者は、レクサー社に感謝しつつ、以下の口頭による説明が、少なくとも尾栓部品の動作をある程度解明するのに役立つことを願っている。

薬莢内部には尾栓があり、その前端は銃身にしっかりと固定され、後端は反動アームに接触しています。反動アームは、銃床の凹部に収まっている反動ばねによって直接作動します。尾栓内部には尾栓ブロックがあり、3つの機能があります。1つ目は、弾倉から薬莢に1発ずつ送り込む分配器から新しい弾薬を、薬室内の発射位置（つまり、銃身​​後端の銃身内腔の拡張部分）まで導くこと。2つ目は、薬莢を薬室内にしっかりと固定し、発射時に薬莢の後端を支える役割を果たし、爆発の反動力を反動ばねに伝えること。3つ目は、使用済みの薬莢を抽出器によって薬室から排出し、薬室から下向きに湾曲したガイドによって誘導し、トリガープレートのトリガー前方に設けられた専用の開口部から射手の邪魔にならないように飛ばすことです。 （この開口部は銃を使用していないときはカバーで閉じられ、 [349]（発射前に自動的に）この3つの目的を達成するために、閉鎖ブロックは後部で薬室の後部に対して旋回され、内部で垂直方向の角度運動が可能になっているため、ブロックの前端は薬室に対して3つの異なる位置に移動できます。1つは薬室の下側でカートリッジを薬室に誘導する位置、1つは薬室と一直線上でカートリッジを後退させる位置、そしてもう1つは薬室の上側でエキストラクターによって使用済み薬莢を排出する位置です。カートリッジは、閉鎖ブロックを貫通する長いピンによって発射され、特殊なバネで作動するハンマーによって後ろから叩かれます。

先に述べたように、閉鎖機構の第一の機能は、旧式のマルティニ・ヘンリー閉鎖機構と同様に、発射準備が整った薬莢を薬室へ導くガイドとして機能することです。薬莢を前方へ押し出す実際の動作は、閉鎖機構上部をスライドするレバーによって行われます。爆発後、小さな垂直レバーが薬莢を閉鎖機構に押し付け、先に述べたトリガープレートの開口部を通して下方へ発射します。

薬室ケーシングの左側には、上部と薬室側の側面が開いた小さな薬室がある。上部には、25発の弾薬が装填された弾倉が取り付けられている。弾倉はメロンのスライスのような形をしているが、湾曲した背面と前面は平行である。側面は内側の縁に向かって収束している。下端はバネで固定され、留め具で閉じられている。薬室の開口部上部に弾倉を取り付けると、留め具が解除され、薬室と弾倉が直接つながる。すると、弾薬は薬室に直接落下する。 [350]側面のスロットは、ディストリビューターと呼ばれる湾曲した水平シャッターで保護されていなければ、そのままの状態になります。その動作は、カートリッジが薬室ケースに挿入される際にシャッターが閉じて残りのカートリッジをマガジン内に保持し、カートリッジが通過するとシャッターが開いて次のカートリッジを側面ケース内の所定の位置に挿入するというものです。

弾薬が薬室に入るとすぐに、給弾レバーによって薬室に押し込まれ、発射準備が整います。弾倉とホルダーは、最後の弾薬が弾倉から分配器に送られると、弾倉が取り外されるまで銃の可動部の動きが停止するように配置されています。弾倉が取り外されると、残りの弾薬を薬室に押し込み、薬室を発射位置に移動させるまで動きが再開されます。ホルダーに別の弾倉が装着されている場合は、引き金を引くことで発射を再開できます。しかし、ホルダーに別の弾倉が装着されていない場合は、引き金を引いても最後の弾薬を発射することはできず、後述するハンドルを引くことによってのみ発射できます。この機構により、自動発射は装置の装填に必要なごく短い時間を除いて中断されることなく継続されます。

銃は通常通り、引き金を引くことで発射されます。引き金を一定に引き続けると、マガジン内の弾薬はすべて自動的に発射されます（最後の弾薬を除く）。しかし、このような連続発射が望ましくない場合は、引き金を交互に引いて放すことで、一度に数発ずつ自動的に発射できます。マガジンから一発ずつ発射したい場合は、トリガーガードの小さな回転機構を動かして、 [351]トリガーの動き。この回転機構を邪魔にならない位置に移動させると、自動発射が再開されます。また、マガジンホルダーにカートリッジを手で装填するだけで、マガジンなしでも発射できます。トリガーガードの前には安全装置があり、これが「安全」に設定されている場合は、「発射」に動かすまで発射できません。

反動機構は、発射されるまで作動しないことは明らかです。そのため、ケースの外側右側にハンドルが設けられており、このハンドルを回すことで、反動機構と打撃機構の軸となるボルトを回転させ、反動の作用を再現することができます。最初の弾薬を薬室に装填するにはこのハンドルを回す必要がありますが、装填後はハンドルは元の位置に戻り、再度動かす必要はありません。

砲手が作業する様子を見てみましょう。彼は自分の位置を選び、支柱を広げ、銃口がしっかりと地面に接するように支柱を地面に押し込みます。次に、携行している弾倉箱から弾倉を取り出し、素早く弾倉ホルダーに固定します。そして、左手を銃床に置いて安定させながら、右手でハンドルを引いて銃身と全ての可動機構を後退位置に戻します。ハンドルを放すと、反動スプリングが作動して銃尾を前進させ、制御装置が銃尾ブロックの前端を下方へ移動させ、最初の弾薬を銃尾に装填し、弾薬供給装置によって銃身室へと押し出します。その後、銃尾ブロックは弾薬の後ろの中央位置まで上昇し、銃は発射準備完了となります。

[352]

自動射撃が必要な場合、射手はトリガー後部の旋回機構を正しい位置にセットし、射撃対象を照準し、トリガーを引くと、最初の弾薬が爆発します。反動によって銃身と薬室が後退します。薬室ブロックは最高位置まで移動し、空の薬莢を排出するためのスペースが確保され、その後、エキストラクターによって薬莢が排出されます。反動の終わりに、薬室ブロックは最低位置まで落下し、この時点で弾薬供給装置が薬室ブロックの後端に到達します。反動スプリングによって薬室が前進し、新しい弾薬が薬室ブロックに装填され、供給装置によって薬室に送り込まれます。薬室ブロックは弾薬の後ろの位置まで上昇し、その位置でロックされます。パーカッションアームは自動的に解放され、ハンマーを叩いて2発目の弾薬を発射します。この一連の動作は、最後の1発目の弾薬が発射されるまで繰り返され、弾倉に弾薬が装填されると、再び一連の動作が開始され、2発目の弾薬が発射されるまで続きます。これらの動作は非常に高速に連続するため、弾倉に装填された25発の弾薬を2秒以内に発射できます。同時に、発射速度は射手が制御でき、トリガーを放すだけでいつでも発射を中断できます。また、射手はいつでも照準を変更し、移動目標に照準を合わせたまま、適切なタイミングで発射することも可能です。

「レクサー」自動機関銃
「レクサー」自動機関銃

重さはわずか 17
1
2
重量はポンドで、毎分300発の発射が可能である。三日月型の弾倉にはそれぞれ25発の弾薬が装填でき、1つの弾倉が空になるとすぐに次の弾倉を装着できる。

任務においては、全員がレクサーを装備することを想定しているわけではなく、3～5パーセントのみが装備し、独立した分遣隊として活動する。 [353]砲兵や他の機関銃とは独立して。後者は現状のまま、敵から約500ヤード以内までは歩兵の進撃を援護するが、この地点では味方を誤射する恐れがあるため射撃を停止せざるを得ない。砲兵が歩兵の頭上を越えて射撃することも、砲兵隊を失う恐れがあるため砲を前進させることもできないこの期間は、射撃線と共に前進するレクサーにとって絶好の機会となる。分遣隊の射撃が敵陣の一部に集中すれば、その部分は反撃できず、攻撃部隊は接近戦に突入する。レクサーで武装した100人の兵士は、通常の制式武器を携えた数百人の兵士と同等の価値があり、しかも配置、前進、後退がはるかに容易である。

騎兵中隊には、レクサー機関銃で武装した騎兵3名と、予備弾倉を積んだ荷馬を引率する騎兵1名が同行した。各射手は馬に400発の弾薬を、荷馬には2,400発の弾薬を、特別に設計された鞍の上に革製のケースに入れて携行した。機関銃を装備していない中隊が激しい射撃を行う場合、射撃隊の馬を繋ぐために、かなりの数の兵士が射撃線の後方に残らなければならなかった。一方、レクサー機関銃が装備されている場合は、少数の兵士だけが下馬し、主力部隊は好機を待って突撃態勢を整えることができた。また、攻撃が失敗した場合は、撤退を援護することもできた。

レクサーは要塞や軍艦など、機関銃が活用できるあらゆる場所で利用されるだろう。

[354]

徹底的な試験の後、デンマーク政府はこの兵器を陸軍と海軍の両方に採用しました。そして、間違いなく近いうちに他の政府の兵器にも採用されるでしょう。将来最も恐ろしい兵器は自動小銃になる兆候があります。レクサーよりもさらに軽量なモデルが登場するかもしれません。大規模な部隊のすべてのユニットが毎分300発を発射でき、弾薬が豊富であれば、たとえ同様の武装をしていても、攻撃側が全滅しないような攻撃は想像しがたいでしょう。なぜなら、銃器の完成度が高まるにつれて、遮蔽物の後ろにいる兵士は、開けた場所を進む敵に対してますます有利になるからです。

ボールベアリング式ライフル
銃器の望ましい特性は、発射速度だけではありません。射程距離、あるいは銃口初速と言った方が適切かもしれませんが、これもほぼ同等に重要です。初速が長ければ長いほど、弾丸の軌道はより平坦になり、至近距離や危険区域が広くなります。

それぞれ1マイルと2マイルまで弾丸を飛ばせる2丁のライフル銃を考えてみましょう。ライフル射手は、例えば1,200ヤードより遠い標的を狙うことはめったにありません。そのため、銃の照準が正しく、射程距離が正確に分かっている場合、どちらのライフル銃も命中する確率は同じだと考えるかもしれません。

しかし、これは事実ではない。より強力なライフルは、もう一方のライフルよりも地面とほぼ平行な軌道で弾丸を発射する。したがって、高さ6フィートの物体は明らかに、より大きな危険にさらされることになる。 [355]2マイルライフルの方が1マイルライフルよりもどこかに 命中する可能性が高い。つまり、1,200ヤードで弾丸が地面から6フィート以内に落下したとしても、実際に地面に着弾するのは1,400ヤード先になる可能性がある。一方、速度が遅く弾道が大きく曲がる弾丸であれば、着弾点はわずか50ヤード後方になるかもしれない。明らかに、高速ライフルが使用された場合、6フィートの男性は幅200ヤードの範囲内のどこにいても危険にさらされることになるが、もう一方の武器では危険区域は50ヤードに縮小される。

近距離では、弾道が平坦であることはさらに重要になります。なぜなら、照準を調整する必要性が減るからです。ライフル銃の有効射程が600ヤードまでであれば、その距離内であれば、人の頭部を狙って撃つことで高い確率で命中させることができます。距離が遠くなるほど、着弾点は低くなります。弾道が高すぎると、例えば200ヤードを超えると、50ヤードごとに照準を調整する必要が生じます。

発射体の速度は、(1) 推進薬の重量を増やすことによって、(2) 銃身と発射体の間の摩擦を減らすことによって増加します。

アメリカの発明家、オーラン・C・カレン氏は、摩擦を低減するために、機械工学の分野ですでに実績のある手法を採用した。

彼はライフル銃を製作した。その銃身の壁面には、ほぼ円形の断面を持つ8つの螺旋状の溝が刻まれており、溝が銃身の内径と連続的に繋がるように、円弧の一部が切り取られている。これらの溝には、直径10分の1インチの鋼球が詰め込まれており、溝にぴったりと収まり、溝のスロット側からごくわずかな距離だけ突き出ている。 [356]硬鋼製の弾丸は、銃身内を通過する際に銃身壁に接触することなく、弾丸をしっかりと掴む球体の上を転がり、回転運動をさせる。発明者は、弾丸と銃身の間の空間が非常に小さいため、弾丸の周囲からガスが漏れることはほとんどないと主張している。

弾丸を通す溝（ボールレース）は、後方では火薬室まで、前方では銃口まで伸びています。銃口から少し手前で溝のねじれが止まり、反動吸収材を挿入できるようになっています。この吸収材は、弾丸が前方に引きずられる際にボールにかかる力を緩和する役割を果たします。

カレン氏は、この原理に基づいて作られたライフルは、固定式ライフリングを備えたライフルよりも40パーセント速い速度を発揮すると主張している。具体的には、リー・メトフォードの480ヤードに対し、650ヤードの至近距離射程を持ち、厚さ1インチの板を116枚貫通できるという。

摩擦がないということは熱が発生しないことを意味し、これは機関銃において常に課題となっていた点である。また、反動を最小限に抑え、大型砲の砲架の重量を軽減することにもつながる。

これらの利点が、構造の複雑さや清掃の難しさといった欠点を十分に上回り、軍当局に受け入れられる武器となるかどうかは、今後の展開次第である。ただ言えるのは、ボールベアリングが機械分野と同様に弾道学においても有用であることが証明されれば、銃器への採用は時間の問題となるだろうということだ。

プリマス：W. ブレンドン・アンド・サン社、印刷会社。

以下の誤植およびスペルミスは本文中で指摘されているか、修正済みです。

38ページ： 「50,000個の刺し傷が1/8インチ間隔で並んでいる」の「1」を上付き文字から分数「1/8」に変更しました。

55ページ：「a corps of inventors」の「corp」を「corps」に変更。

145ページ：「for its own propulsion」の「populsion」を「propulsion」に変更。

173ページ：「サーチライトのみの場合」の「searchlight」を「search-light」に変更し、本書全体を通して後者の用法を統一しました。

206ページ： 「the reversal being too suddenly」の「two」を「too」に変更しました。

244ページ：1911年版ブリタニカ百科事典によると、「Kleingert」は「最初の実用的な潜水ヘルメット」を発明したドイツ人の名前の正しい綴りである。しかし、より現代の書籍では、（カール・ハインリヒ）クリンゲルトという別の綴りが使われている。

250ページ：「Saint Goubin」を「Saint Gobain」に変更。「by Saint Gobain, of Paris」の部分を「Saint Gobain」に変更。

266ページ：「表層鉱山の「上層土」を取り除く」という文中の「overburden」を「over-burden」に変更し、本書全体を通して後者の用法を統一しました。

テキストへのその他の変更点

脚注は番号を付けて再分類され、各脚注が掲載されている章の末尾にまとめられています。そのため、同じ文献が章内の複数の脚注で引用されている場合、同一のテキストを含む脚注が連続して表示されることがあります。これは転記ミスではありません。

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*** プロジェクト・グーテンベルク電子書籍『近代機械のロマン』の終了 ***
　《完》