ריצ'רד טרוויטיק

ריצ'רד טרווית'יק (באנגלית: Richard Trevithick, נולד ב-13 באפריל 1771 בטרגאג'וראן (Tregajorran), קורנוול, הלך לעולמו ב-22 באפריל 1833 בדארטפורד (Dartford), קנט) היה מהנדס מכרות אנגלי, אשר בנה את קטר הקיטור הראשון הנוסע על מסילה. כן היה חלוץ בתחומים נוספים הקשורים למנועי קיטור ולתחבורה על מסילות הברזל.

ביוגרפיה

שנותיו המוקדמות

ריצ'רד טרווית'יק נולד בלב אזור מכרות עשיר במחצבים במערב קורנוול. הוא היה החמישי, והבן היחיד, מבין ששת ילדיהם של הוריו, אשר שניהם היו קשורים אישית ומשפחתית לתחום הכרייה: האב מנהל עבודה במכרה, והאם בתו של כורה. ריצ'רד חבש את ספסלי בית הספר הכפרי בקמבורן (Camborne) הסמוכה, אך פרט למתמטיקה, בה הפגין לא אחת מחשבה מקורית, ריצ'רד לא הצטיין בלימודיו ובהתנהגותו. דפוס זה נמשך אף בהמשך חייו, טרווית'יק לא הפגין גם להבא התעניינות בידע כללי לשמו, והשכלתו לקתה ביותר. לעומת זאת, בהיותו גבוה (1.88 מ'), אתלטי וחזק, עסק רבות בספורט, ולימים אף הוכתר כאלוף השנתי בסגנון ההיאבקות המקומי של קורנוול (Cornish Wrestling).

כבר כילד טרווית'יק חזה בפעולתן של מכונות קיטור אשר שאבו מים ממעמקי מכרות נחושת ובדיל בסמוך לאזור מגוריו. טרווית'יק החל לעבוד במכרה בגיל 19, ועד מהרה הגיע לדרגה של יועץ.

חיים אישיים

בשנת 1797 ריצ'רד טרווית'יק נישא לג'יין הארווי (Harvey), ביתו של בעל בית יציקה. אותו בית יציקה ייצר מכונות, הפועלות על פי עקרון מנוע הקיטור של ניוקומן, אשר שמשו בעיקר לשאיבת מים ממכרות. לזוג נולדו ארבעה בנים ושתי בנות. אחד מבניו, פרנסיס, הפך בבגרותו למהנדס מסילות ברזל, וכן כמה מנכדיו מאותו בן.

בשנים 1798-1797, טרווית'יק גר בשכנות לויליאם מורדוך, אשר ערך באותה תקופה ניסויים בשימוש במנועי קיטור לתנועה.

כך, בנוסף לכשרונו הטבעי והתעניינותו הרבה בפתרון בעיות הנדסיות, נישואיו ומקום מגוריו סייעו גם הם לפיתוח הקריירה שלו.

בשנת 1808 טרווית'יק העתיק את מקום מגוריו, למשך כשנתיים וחצי, ללונדון. במאי 1810 טרווית'יק חלה בטיפוס וזמן מה היה קרוב למות ממחלה זו. בספטמבר, לאחר שהתאושש, חזר לקורנוול.

ב-20 באוקטובר 1816 טרווית'יק הפליג לפרו.

קריירה

בשנת 1797 טרווית'יק החל לעבוד כמהנדס-יועץ במכרות דינג דונג (Ding Dong) שבמערב קורנוול, משרה שהתפנתה עם מותו של אביו. קורנוול, עם היותה עשירה במחצבים, לא שפעה מקורות פחם או דלקים זמינים אחרים, ולכן נודעה חשיבות רבה לייעול אנרגטי של העבודה במכרות, ובייחוד, של מלאכת סילוק המים. מנוע הקיטור של ניוקומן, למשל, היה בלתי יעיל אנרגטית, והפעלתו הייתה מעשית כמעט אך ורק במקומות בהם הפחם היה נמצא ממילא בשפע, ובדרך כלל, במכרות הפחם עצמם. מציאות זו היוותה גורם מניע רב חשיבות לכיוונים אליהם פנה טרווית'יק כממציא.

מנועי קיטור בלחץ גבוה

טרווית'יק, במהלך עבודתו, התקין מנועי קיטור בלחץ גבוה לצורך שאיבת מים במכרות. כיוון שג'יימס ואט, יחד עם שותפו בולטון (Boulton), החזיקו בפטנט על מנועי קיטור עם מעבה חיצוני, וגבו תמלוגים על השימוש בהם, טרווית'יק ניסה לשנות את מנועי הקיטור שבנה כך שיעקפו, או יעקפו לכאורה, את הפטנט, תוך הימנעות מתשלום התמלוגים. בכל זאת, ואט ובולטון הצליחו להוציא לצוות המכרה צו מניעה על הפעלת המנוע פרי פיתוחו של טרווית'יק. באותה העת, ב-1797, החל טרווית'יק בניסויים על מנת לפתח משאבה יעילה יותר לצורך סילוק המים מהמכרות, אשר נעשו באותה תקופה עמוקים יותר ויותר.

ב-1802, טרווית'יק הוציא פטנט עבור מכונת הקיטור בלחץ גבוה שהמציא. כדי להדגים את כוחם של המנועים שבנה, הציב בקולברוקדייל שבשרופשייר מנוע קיטור נייח אשר שאב מים ב-40 פעימות לדקה ובלחץ של 145psi, השווים בקירוב ל-10 אטמוספירות. משאבה אחרת, אף היא נייחת ובלחץ גבוה, שטרווית'יק הציב בגריניץ', התפוצצה ב-1803, וארבעה אנשים נהרגו. למרות שטרווית'יק טען כי הסיבה לאסון הייתה טעות בהפעלה ולא במכונה עצמה, הוא הוסיף להבא התקני בטיחות במכונות דומות: הן שסתום לשחרור לחץ עודף, הן התקן למניעת התחממות יתר. כן הוסיף מתקנים אשר יאפשרו בקרה משופרת על פעולת דוד הקיטור.

שימושים אחרים למנועים בלחץ גבוה, עליהם שקד טרווית'יק, לצד צרכים שונים במכרות, היו מפוחים לכורי היתוך, פטישים לחישול מתכת, וכן עבור מחצבות או תעשיית התותחים. ב-1812, טרווית'יק פיתח את 'דוד קורנוול', אשר כלל צילינדר אופקי יחיד, ובו הגזים החמים הנפלטים מן הבערה מנותבים כך שבדרכם החוצה יסייעו לחימום המים. דוד זה הכפיל את יעילות דודי הקיטור של תקופתו, ואף אומץ במנועי המשאבות שנבנו על ידי ואט ובולטון, מתחריו לשעבר. כללית, המנועים אשר טרווית'יק היה מעורב בבנייתם באותה העת, נחשבו ליעילים ביותר לתקופתם. טרווית'יק ערך בנוסף ניסיונות לבנות טורבינת קיטור, אלא שאלה לא צלחו.

פיתוח חשוב, עליו עמל טרווית'יק, אם כי לא היה היחיד בתקופתו, היה מנוע קיטור בו הלחץ הגבוה הושג בצילינדר והניע בוכנה. תנועתה הקווית של הבוכנה הומרה באמצעות ארכובה לתנועה סיבובית. עודפי הקיטור נפלטו לאוויר החופשי דרך צינור או ארובה, מה שחסך את הצורך במעבה. נוסף לכך שבהיעדר מעבה לא חלו על המנוע הגנות הפטנט שהוציאו ואט ובולטון, איפשר הדבר את הקטנת מנוע הקיטור. ההקטנה מצידה, אפשרה בהמשך את ניוד המנוע (אשר הובל למקומו באמצעות עגלת משק רגילה). מכל המתואר לעיל, קצרה הייתה הדרך לשימוש במנוע קיטור לצרכי תחבורה.

קטרים

השטן המתנשף

שחזור נסיעת 'השטן המתנשף', 2017, בעזרת דגם שנבנה בימינו

ב-1801, טרווית'יק בנה את הרכב הראשון מעשה ידיו המונע בקיטור. אמנם רכבי קיטור מוקדמים יותר הוצגו החל מ-1770, אך אלה היו בלתי יעילים בכל הקשור לשימוש מעשי. הדגמת הרכב, אשר טרווית'יק כינה 'השטן המתנשף' (Puffing Devil) נערכה בערב חג המולד. הרכב, אותו נהג עמיתו ובן דודו אנדרו ויוויאן (Vivian), נשא ששה נוסעים, עבר במספר רחובות בקמבורן, ואחר כך המשיך לכפר ביקון (Beacon) הסמוך שבמרחק כמה דקות הליכה. 'השטן המתנשף' יצא לנסיעות מבחן נוספות, ושלושה ימים מאוחר יותר, יצא מכלל פעולה, בשל סדק בו נתקל בדרך נסיעתו. מפעילי הרכב שנעצר עזבו אותו בעוד המנוע פועל, על מנת לאכול במקום סמוך. עד שחזרו, התאדו כל המים, ובשל החום הרב, גם המנוע ניזק. טרווית'יק לא נפל ברוחו, כיוון שהבין כי המדובר בטעות אנוש ולא בכשל מיכני. על כל פנים, נסיעות המבחן הראו כי גם 'השטן המתנשף' אינו יעיל כיוון שטווח נסיעתו קצר ביותר.

כתובת בקמבורן לציון נסיעתו הראשונה של 'השטן המתנשף'

קטר קולברוקדייל

ב-1802, חברת קולברוקדייל בנתה עבור טרווית'יק קטר, אשר ידוע עליו מעט מאד, ואין אפילו ודאות כי פעל. על כל פנים, מותו של פועל בתאונה הקשורה למנוע הקטר, הניע את החברה לחדול מלעסוק בקטר האמור. ואכן, על פי שרטוט ששרד, מבנהו של הקטר, בו חלקים נעים מוקמו הישר מעל פתח הדוד, הקטר היה מסוכן ביותר להפעלה בכלל, ונתון לסכנת התלקחות בפרט. על פי אותו שרטוט, הקטר תוכנן לנוע על מסילה שקועה בצורת האות L.

שרטוט ששרד של קטר קולברוקדייל

מרכבת הקיטור הלונדונית

כיוון ש'הקטר המתנשף' כמו גם זה של קולברודייל לא הבשילו עד כדי שימוש מעשי, טרווית'יק בנה רכב קיטור נוסף. זה משך תשומת לב ניכרת, בציבור ובעיתונות, כאשר, בשנת 1803, נסע בתוך לונדון מהולבורן (Holborn) לפדינגטון (Paddington), מרחק של כחמישה ק"מ, וחזרה. עם זאת, כיוון שהתברר כי רכב הקיטור מאד בלתי נוח עבור הנוסעים, וכן כי הנסיעה בו יקרה יותר מאשר במרכבה נהוגת סוסים, מרכבת הקיטור הלונדונית נזנחה.

מרכבת הקיטור הלונדונית

קטר פנידארן

בשנת 1802 טרוויטיק בנה מנוע קיטור לשם הפעלת פטיש מיכני, עבור מפעל המתכת פנידארן (Penydarren) במרת'ה טידוויל (Merthyr Tydfil) שבדרום ויילס, כ-37 ק"מ מצפון לקרדיף. בשנה שאחריה, טרווית'יק מכר לסמואל הומפרי (Homfray), אחד מבעלי המפעל, את זכויות הפטנט לקטרים. לאחר שהרכיב את אותו מנוע על רכב, יצא ב-21 בפברואר 1804 לנסיעה ראשונה. זו נערכה ממרת'ה טידוויל לאברסיינון (Abercynon), מרחק של כ-16 ק"מ דרומה. באותה נסיעה, אשר ארכה ארבע שעות וחמש דקות, סחב הקטר כ-10 טון ברזל, חמישה קרונות ו-70 נוסעים, כל זאת במהירות של כ-3.9 קמ"ש. להבדיל מקטר קולברוקדייל, קטר פנידארן היה בטיחותי הרבה יותר, כיוון שהחלקים הנעים הורחקו מהאש. למרות הצלחת הניסוי, המנוע הורד מן הרכב וחזר לייעודו המקורי במפעלי המתכת, זאת כיוון שהדרך בה קטר פנידארן נסע לא הייתה מיועדת לכלי רכב כה כבד. על כל פנים, ועל אף שלא היה לה המשך, 21 בפברואר 1804 נחשב בהיסטוריה כמועד בו נערכה הנסיעה היעילה הראשונה של רכב קיטור.

שחזור של קטר פנידארן במוזיאון בסוונסי

קטר ניוקאסל

שמע הצלחת קטר פנידארן הגיע לניוקאסל, וכריסטופר בלאקט (Blackett), בעל מכרה פחם באזור, פנה לסוכנו של טרווית'יק, בבקשה לתוכניות שיאפשרו להתקין אף אצלו רכב קיטור. בהמשך אותה שנה, בהתאם לאותן תוכניות, יצא לדרך אותו קטר, וכמו בפנידארן, התברר כי הרכב כבד מדי עבור מסילת העץ עליה נסע.

"מי יכול לתפוס אותי"

ביולי 1808 טרווית'יק הפעיל קטר פרי תכנונו, שנע על מסילה עגולה, במקום שנמצא כיום בתחומי יוניברסיטי קולג' לונדון. הקטר, בעל צילינדר אנכי, שהניע ישירות שני גלגלים, שימש כשעשוע וכהפגנת יכולתו של הקטר לנוע מהר יותר בהשוואה לתעבורת בהמות, ולראשונה, הנוסעים שילמו כסף, שילינג אחד (הפאונד, שערכו אז היה גדול בערך פי 85 מאשר בימינו, התחלק ל-20 שילינג), כדי לנסוע עליו. שמו של הקטר, תרגום חופשי מאנגלית משובשת: "מי יכול לתפוס אותי" (Catch Me Who Can), ניתן לו על ידי ביתו של המהנדס דייוויס ג'ידי (Giddy, לימים גילברט Gilbert). קטר זה, כאחדים מקודמיו, סבל אף הוא מעמידות לא מספקת של המסילה עליה נסע, ובנוסף, סבל אף מתשומת לב ציבורית נמוכה. טרווית'יק המאוכזב נטש את נושא הקטרים. בכל זאת, בשנים הבאות הלך וגבר לאיטו השימוש בהם.

ציור של "מי יכול לתפוס אותי" מתוך כרטיס שהונפק בקיץ 1808 לנסיעה באותו קטר

מנהרת התמזה

בשנת 1805 הוחל בפרוייקט לחציבת מנהרה, באורך של 370 מ', מתחת לנהר התמזה ברות'רהיית' (Rotherhithe) שבדרום מזרח לונדון. משנקלע הפרוייקט לקשיים טכניים חמורים, כולל חדירת מים, פנו מנהליו לטרווית'יק בבקשה שיסייע. באוגוסט 1807 טרווית'יק החל בעבודתו, אלא שב-23 בדצמבר חדרו מים אל המנהרה. חודש לאחר מכן, ב-23 בינואר 1808, המנהרה הוצפה, וטרווית'יק עצמו כמעט טבע. למרות ניסיונות לאטום את מקומות חדירת המים, ועל אף שטרווית'יק העלה רעיונות לפתרון הבעייה, העבודה ננטשה.

פרוייקטים הקשורים לספנות

בשנים הראשונות של המאה ה-19, טרוויטיק בנה ארבה (כלי שיט) בעלת גלגלי משוטים, כמו גם מספר אוניות מחפר.

בשנת 1808 טרווית'יק נכנס לשותפות עם איש העסקים רוברט דיקינסון (Dickinson), וזה האחרון מימן כמה מן הפטנטים שלו. בין אלה היה 'הפועל הימי' (Nautical Labourer): גוררת עם עגורן, ולה גלגלי משוטים המונעים בקיטור. בסופו של דבר לא התגשם הרעיון, הן בגלל שלא עלה בקנה אחד עם תקנות העבודה ברציפים, הן בשל התנגדות של פועלים אשר חששו מאובדן פרנסתם, דבר שהגיע עד לאיום על חייו של טרווית'יק.

בשנת 1809 טרווית'יק עמל על פיתוחם של מספר רעיונות נוספים, כמו רציפי ברזל צפים, אוניות מברזל, תרני ברזל טלסקופיים, שיפורים שונים במבנה האוניות, מצופי ברזל, ושימוש בחום של מנועי קיטור לשם בישול.

פטנט אחר של טרווית'יק היה התקנת מיכלי ברזל לשם אכסון באוניות, במקום חביות העץ שהיו נהוגות אז. מיכלי הברזל, כאשר מולאו אוויר בעת היותם מתחת למים, יכלו לשמש גם להצפת אוניות טבועות, כפי שטרווית'יק הדגים ב-1810, עת העלה אונייה טבועה סמוך לחוף מרגייט (Margate) שבקנט. בשל מחלוקת על התשלום, טרווית'יק הניח לאונייה לשקוע חזרה.

בפברואר 1811, דיקינסון וטרווית'יק הוכרזו כפושטי רגל, וב-1814, טרווית'יק החזיר מכספו את רוב חובות השותפות.