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Boulton y Paul P.11 / Tipo XXI

Boulton y Paul P.11 / Tipo XXI

Boulton y Paul P.11 / Tipo XXI

El Boulton & Paul P.11 / Type XXI fue un diseño para un avión anfibio de dos asientos, producido en respuesta a la Especificación XXI de la RAF.

La especificación XXI requería un anfibio de dos asientos que pudiera operar desde bases terrestres, desde el mar o desde portaaviones.

La principal evidencia del diseño proviene de los dibujos de Boulton & Paul etiquetados como Tipo XXI, y la designación P.11 es tentativa y se basa en una brecha en los números P registrados.

El P.11 era un biplano de dos bahías, propulsado por un motor Napier Lion V de 475 CV. La tripulación de dos personas se sentó justo debajo del ala superior, que estaba perforada por un corte circular y un corte trasero. Ambos estaban destinados a mejorar la visibilidad, y el corte circular también era la entrada del piloto. El fuselaje también fue diseñado para mejorar la visibilidad, con una joroba en la sección central. El piloto tenía una pistola Vickers de disparo frontal fija, el artillero una pistola Lewis en un anillo Scarff.

Boulton & Paul construyeron una maqueta del P.11, pero el pedido del prototipo fue al Fairey Pintail. El avión Fairey no entró en servicio británico, pero la Armada japonesa ordenó tres.


El cartero Boulton y Paul P.64: un biplano de dos motores totalmente metálico

Circular que presenta una descripción del cartero de alto rendimiento Boulton y Paul P.64. Es un tractor biplano de dos motores que ha sido diseñado para dar la velocidad normal especificada con cada motor reducido a aproximadamente la mitad de su potencia. Se proporcionan detalles del tren de aterrizaje, características estructurales, compartimiento de los pilotos, alojamiento para correos, controles, planta de energía y algunas cualidades de vuelo.

Descripción física

Información de creación

Creador: Desconocido. Abril de 1933.

Contexto

Esta reporte forma parte de la colección titulada: Colección del Comité Asesor Nacional de Aeronáutica y fue proporcionada por el Departamento de Documentos Gubernamentales de Bibliotecas de UNT a la Biblioteca Digital de UNT, un repositorio digital alojado por las Bibliotecas de UNT. Ha sido visto 147 veces, 5 en el último mes. Más información sobre este informe se puede ver a continuación.

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El Departamento de Documentos Gubernamentales de Bibliotecas de UNT, que actúa como biblioteca depositaria federal y estatal, mantiene millones de artículos en una variedad de formatos. El departamento es miembro del Programa de Alianzas de Contenido FDLP y un Archivo Afiliado de los Archivos Nacionales.

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Títulos

  • Titulo principal: El cartero Boulton y Paul P.64: un biplano de dos motores totalmente metálico
  • Título de la serie:Circulares de aeronaves NACA

Descripción

Circular que presenta una descripción del cartero de alto rendimiento Boulton y Paul P.64. Es un tractor biplano de dos motores que ha sido diseñado para dar la velocidad normal especificada con cada motor reducido a aproximadamente la mitad de su potencia. Se proporcionan detalles del tren de aterrizaje, características estructurales, compartimiento de los pilotos, alojamiento para correos, controles, planta de energía y algunas cualidades de vuelo.

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Torretas tipo D de Boulton Paul

¿Alguien puede decirme en qué aviones se utilizaron estas torretas? Entiendo que el último modelo Halifaxes (B VIIs) y amp A (Xs) lo hicieron. ¿Qué otra cosa?

Miembro de

Publicaciones: 1,586

Por: Cees Broere - 20 de noviembre de 2007 a las 11:49 Enlace permanente - Editado el 1 de enero de 1970 a las 01:00

Lancaster VII, Lincolns, creo. Hay un Lanc en Australia que todavía tiene un IIRC instalado.

Miembro de

Por: Historic Flying - 23 de noviembre de 2007 a las 09:47 Enlace permanente - Editado el 1 de enero de 1970 a las 01:00

Gracias por eso, lo comprobaré.

Miembro de

Publicaciones: 8,195

Por: JDK - 23 de noviembre de 2007 a las 12:51 Enlace permanente - Editado el 1 de enero de 1970 a las 01:00

British Aircraft Armament Vol 1, R Wallace Clarke (de nuevo) Era una nueva torreta, diseñada para soportar las ametralladoras Browning de 0,5 pulgadas más pesadas (x2):

HP Halifax B.VII, Avro Lincoln Shackleton Sr. 1.

Podría tomar AGLT 'Village Inn'. (Seguimiento ciego del radar de la torreta de colocación de armas aerotransportadas).

"Todavía existen varias torretas tipo D, muchas de las cuales han sido reconstruidas por entusiastas. Un excelente ejemplo se puede ver en el Museo de la RAF en Hendon, donde se exhibe en un stand".

Ciertamente G de George en el Australian War Memorial no tiene uno, así que supongo que Cees está pensando en el Lancaster en WA.

Notado como originalmente equipado con un Nash y amp Thompson .5 Juego de torretas para dorar.

Miembro de

Por: Mark Ansell - 23 de noviembre de 2007 a las 20:56 Enlace permanente - Editado el 1 de enero de 1970 a las 01:00

Necesito actualizar la lista, pero actualmente tengo 4 mostrados en la página de preservación del sitio web de Boulton Paul: www.boultonpaul.com luego haga clic en preservación o enlace directo: http://homepage.ntlworld.com/markansell/bpa/preserved/ preserve.html

Torreta tipo D
en el Museo Aeroespacial Lincoln RF398, Cosford
en Lincoln RE408 Argentina
en el stand de exhibición Museo Aeroespacial, Cosford
en restauración Sywell Aviation Museum

Miembro de

Por: Linrey - 25 de noviembre de 2007 a las 09:04 Enlace permanente - Editado el 1 de enero de 1970 a las 01:00

El Lancaster en el War Memorial en Canberra (Australia) tiene una torreta trasera Fraser Nash FN121. (ok, tal vez un FN120 ..)

Pero, ¿qué es exactamente la torreta del Lancaster en Australia Occidental?

(¿Espero que a los fotógrafos no les importe que use sus fotos?)

Torreta tipo D de Boulton Paul, gracias al sitio web de Mark Ansell:

Torreta Fraser Nash FN82 en Lancaster NX611 en Reino Unido:

Torreta trasera en Lancaster NX622 en Australia Occidental:

Parece que la torreta WA se parece a un Boulton Paul Tipo D en la parte superior (cúpula superior), PERO EXACTAMENTE como el FN82 en la parte inferior (estructura real de la torreta). Sugiero que puede ser un FN82 modificado. ¿Alguna otra idea?


Boulton y Paul

La firma de Boulton y Paul sobrevivió durante casi 200 años. Boulton & Paul Ltd, era una empresa de fabricación con sede en Norwich que comenzó su vida como una ferretería. Estaba situado en Cockey Lane, Norwich, e inaugurado por William Moore en 1797. La ferretería minorista y mayorista creció constantemente unos 40 años más tarde, a la muerte de Moore, Williams Staples Boulton se convirtió en socio En 1853 un niño de 12 años llamado John Dawson Paul se unió como aprendiz y la historia estaba en ciernes. Una década más tarde se convirtió en gerente del negocio, con un salario de 100 al año. El negocio de WS Boulton y Paul nació en 1869, y durante el siglo siguiente cambió de nombre varias veces, convirtiéndose en ironfounder, fabricante de mallas metálicas, y se hizo famoso por la construcción de edificios prefabricados de madera. La compañía produjo las cabañas para la expedición antártica de Scott y también fabricó motores para botes a motor y estructuras de acero.

Los extensos trabajos de implementos agrícolas y hortícolas de los Sres. Boulton y Paul, en Norwich, resultaron gravemente dañados por un incendio el 11 de agosto de 1876. El edificio en el que se originó el incendio se había erigido hace poco más de doce meses y se conocía como la horticultura. Departamento. Era una estructura inmensa, de más de 160 pies. de largo por 70 pies. de ancho, y constaba de cuatro pisos. El sótano se utilizaba como almacén, y se llenaba de productos terminados, como cortadoras de césped, etc., y en el primer piso estaba la oficina, en la que se guardaban no solo los libros, sino una gran cantidad de dibujos, 4c. Los pisos superiores se usaban como talleres de carpinteros y pintores, y estaban llenos de trabajo en progreso, maquinaria, etc.Había un motor grande y fino y una caldera en el edificio, que se usaba para accionar las diversas sierras, cepillado, mortaja y otras máquinas. .

Una amplia gama de talleres, almacenes y maquinaria dedicada a la fabricación de productos hortícolas quedó totalmente destruida, pero el desastre no afectó en modo alguno a ningún otro departamento de la obra, donde el negocio se desarrolló con normalidad. Aunque los talleres hortícolas fueron destruidos, afortunadamente se salvó todo el stock de madera bien curada, que estaba almacenada en galpones a una distancia del lugar del incendio, y se hicieron arreglos para reanudar esta rama especial lo antes posible. y continuarlo durante la reconstrucción del local.

Ya en 1878, Boulton y Paul, de Norwich, estaban vendiendo un gallinero portátil mejorado, un campesinado o un aviario. La casa de descanso y tendido es de madera, pintada de verde por fuera y blanqueada por dentro, con corredera para dar sombra y cobijo. Nuevo techo galvanizado de forma circular, muy ornamental, con buena ventilación dotado de porches móviles, ventana corredera. , & c, tendido de alambre galvanizado fuerte, como se ilustra, con puerta y cerradura, y todos los pernos y tuercas necesarios completos.

En 1907, Boulton y Paul, Norwich, exhibieron un útil de 16 pies. Embarcación insumergible cuyo casco es de chapa de acero galvanizado. El motor es de 2 h.p. tipo reversible de dos tiempos, y podría propulsar el barco a una velocidad de siete millas por hora, con un calado, lo que hace que la embarcación sea muy adecuada para trabajos en puertos o ríos. Tuvieron tanto éxito en su primera carrera que todos los demás se retiraron de las carreras durante el resto de la temporada.

En 1914, Boulton & Paul Ltd comenzó a fabricar artículos para el esfuerzo bélico. Boulton & Paul se volvieron extremadamente ocupados cumpliendo muchos contratos que incluían un hospital naval en Dover, cabañas y establos para 6.000 hombres y caballos que debían completarse en diez semanas, un campo de prisioneros de guerra en Jersey, hangares para el Royal Flying Corps, Instalaciones navales y militares, construcciones con estructura de acero en arsenales y astilleros, hospitales en Francia y almacenes en Mesopotamia.

Como parte de esto, se pidió a la compañía que produjera aviones, y en 1915 comenzó a construir los FE.2B diseñados por la fábrica de RAF. La compañía construyó un total de 550 y luego recibió un pedido de Sopwith Camels, produciendo un promedio de 28 por semana. El famoso avión de combate Sopwith Camel fue construido en Norwich, llamado así por su carenado en forma de joroba que cubre las ametralladoras. Boulton y Paul fabricaron 28 Camels por semana en el apogeo de la producción, y un total de 2.500 aviones militares en total durante la guerra.

Se decidió que la producción de aviones continuaría después de la guerra, por lo que la compañía abrió un departamento de diseño con John North como ingeniero jefe. Las máquinas de guerra fueron diseñadas para la velocidad y no para la durabilidad. Sin embargo, como resultado de la guerra se desarrolló una característica que tendría un gran efecto en el uso y desarrollo futuros de la aviación. Esa fue la aplicación de metal a la estructura del avión. Los alemanes fueron empujados a esto por la falta de un suministro confiable de madera adecuada. Algunas empresas francesas e inglesas también trabajaron en este problema, en particular Boulton y Paul en Inglaterra y Louis Clement en Francia. Muchos inventores habían presentado aleaciones, nuevas combinaciones estructurales, etc., con el objetivo de utilizar el metal en su totalidad o en parte. Este desarrollo se ha previsto desde hace muchos años, pero presenta un problema difícil. El esfuerzo por obtener la máxima resistencia con el mínimo de peso resultó en tipos de estructura interna muy refinados y en investigaciones exhaustivas sobre la resistencia y propiedades de los materiales disponibles.

El Sr. JD North, el ingeniero jefe y diseñador, que era un ingeniero capacitado antes de centrar su atención en la aviación, estaba convencido de que la construcción de aviones de metal era cosa del futuro, y logró que su empresa se pusiera de acuerdo. él en este asunto. La consecuencia fue que se desguazó la enorme planta establecida durante la guerra para la producción del tipo habitual de aviones compuestos de madera y metal. Boulton y Paul, Ltd. decidieron, como resultado de un trabajo de investigación experimental muy extenso sobre construcción metálica, especializarse en aviones totalmente metálicos y, desde que se tomó esa decisión, se produjeron varios tipos diferentes de máquinas totalmente metálicas para el Ministerio del Aire.

B&P produjo un biplano P10 totalmente de acero que fue un gran éxito en el Salón Aeronáutico de París de 1919. Se puede decir que el biplano Boulton & Paul Commercial del año 1920 es similar a la máquina construida por esta firma para el vuelo Transatlántico. El fuselaje profundo se extiende hasta el plano superior, lo que brinda un amplio espacio interior para pasajeros o paquetes. Sin embargo, dado que los tanques de combustible imain están montados dentro de la carrocería, el espacio de carga o pasajeros se divide en dos compartimentos separados, uno frente a los tanques y otro detrás de ellos. Tal como está instalada actualmente, la máquina no está provista de su dotación completa de asientos, etc., ya que se pretende obtener cierta experiencia con ella en el aire antes de decidir finalmente la disposición de los asientos. Además, la disposición dependerá en gran medida de si la máquina se utilizará para vuelos de pasajeros, para transportar correos o para una combinación de los dos. Por lo tanto, se entenderá que esta parte del diseño todavía se deja abierta, por así decirlo, y está sujeta a modificaciones según lo exijan los requisitos. Evidentemente, había una amplia variedad de opciones según el uso que se le diera a la máquina. Por ejemplo, al instalar tanques relativamente pequeños e instalar una gran cantidad de asientos, la P.8, como se llama a esta máquina en la lista de las series B. & P., podrá transportar una gran carga en una distancia relativamente corta. Por otro lado, se puede aumentar la capacidad de los tanques y sustituir los correos por algunos de los pasajeros. O, de nuevo, todos los pasajeros y correos pueden quedar fuera, toda la capacidad de carga se ocupa del combustible, en cuyo caso la máquina tendría un radio de acción muy largo.

Boulton & Paul se dedicó por completo al tema de la construcción totalmente metálica. Se desarrollaron métodos novedosos, ya que la empresa había gastado una gran cantidad de tiempo y dinero en descubrir las mejores formas de emplear el metal de la mejor manera. Habían tenido tanto éxito que no era exagerado decir que a mediados de la década de 1920 Boulton y Paul, Ltd. ocupaban una posición de liderazgo en esta forma de construcción muy especializada. Cabe señalar que el metal empleado es acero de alta calidad y no duraluminio; la construcción de Boulton y Paul difiere completamente de los métodos adoptados por muchos constructores de aviones franceses y alemanes.

El gobierno quería dirigibles, y con North actuando como consultor, el R101 fue diseñado en Royal Airship Works en Cardington, pero gran parte de él se construyó en Norwich. El contrato de R. 101 con la firma de los Sres. Boulton y Paul, de Norwich fue un contrato excepcional. Hubo varias condiciones excepcionales relacionadas con él. Era para un nuevo tipo de trabajo, un trabajo de una descripción muy novedosa, acero inoxidable de varios tipos, nuevos tipos de vigas ligeras que nunca antes se habían construido. Si bien fue el deseo del Ministerio del Aire hacer siempre a licitación pedidos de este tipo, este tipo de trabajo no era susceptible de licitación. De hecho, los asesores del Ministerio del Aire estaban satisfechos de que la empresa en cuestión fuera realmente la única empresa que podía llevar a cabo el trabajo con éxito. El Ministerio del Aire entregó el trabajo a la empresa con la condición de que el Ministerio del Aire les pagara por la mano de obra y el material, y tenía un límite definido desde el principio sobre sus "gastos generales" y sus "ganancias". El Ministerio del Aire hizo un trato tan bueno desde su punto de vista que parecía que la empresa estaría "sustancialmente por debajo" de la transacción. El trabajo tardó más en completarse y fue más costoso de lo que se pensaba inicialmente, y la empresa definitivamente estaba fuera de su bolsillo.

El trabajo de la viga principal para R.101 (que se construyó en Royal Airship Works en Cardington) fue fabricado por los señores Boulton y Paul, Limited, de Norwich. Ciertas dificultades derivadas de la novedad del diseño provocaron un retraso. La construcción se inició en Riverside Works y 27 millas de tubería, 11 millas de cables de refuerzo, 65,000 tuercas y pernos, formaron las secciones, todas las cuales fueron fabricadas en Norwich. A mediados de 1928, los Sres. Boulton y Paul, de Norwich, habían entregado la totalidad de los elementos metálicos para la construcción del armazón del dirigible R.101. Lamentablemente, en una noche tormentosa de octubre de 1930 se estrelló en Beauvais, de camino a la India.

Su bombardero Sidestrand entró en el servicio de la RAF en 1929. Dos grandes biplanos de diseño inusual, en lo que respecta a las técnicas británicas en la disposición de energía, emanaron en 1931 de Boulton & Paul y de Havilland como resultado de las licitaciones de las compañías para la Especificación B.22 / 27, que se diseñó para producir un bombardero nocturno pesado de largo alcance y cuatro asientos. Pero los planes del Ministerio del Aire cambiaron y se abandonó el requisito.

Durante las décadas de 1920 y 1930, los pedidos fueron pocos y espaciados. Boulton y Paul, cuyas obras se extendían por un considerable número de acres, habían estado luchando por generar pérdidas, como muchos otros grandes contratistas e industrias pesadas, debido a la naturaleza de su trabajo. Entonces la empresa decidió vender su departamento de aviones. Esto se convirtió en Boulton Paul Aircraft Ltd, y se trasladó a una nueva fábrica en Pendeford, Wolverhampton, en 1934. La mayoría de los 800 trabajadores se trasladaron a Wolverhampton, pero se requirió más mano de obra calificada. Se reclutó a varias personas del Ulster y Escocia, y se estableció una escuela de formación en Cannock.

El Boulton y Paul Defiant fue clasificado por el Ministerio del Aire, como entonces, como un caza y aceptado. No tuvo mucho éxito. El Albemarle fue clasificado como transporte de bombarderos y no tuvo mucho éxito. A menudo calumniado como un fracaso, el Boulton Paul Defiant encontró un nicho exitoso como luchador nocturno durante el 'Blitz' alemán en Londres. Es necesario tener un arma más pesada en una máquina que se pueda maniobrar para atacar al bombardero no solo desde una posición, es decir, exactamente detrás, donde está el blindaje, sino también desde los lados. Estaba el Defiant.

La empresa llevó a cabo muchos trabajos de modificación en English Electric Canberra's. Los dos últimos aviones Boulton Paul en volar fueron los jets de ala delta P.111 y P.120. El P.111 usaba un motor a reacción Rolls Royce Nene y tenía una velocidad máxima de 650 m.p.h. a 35.000 pies. Voló por primera vez el 6 de octubre de 1950 y se convirtió en el P.120. En 1961, Boulton Paul se unió al Grupo Dowty para convertirse únicamente en un fabricante de componentes para aviones. Hoy es parte del grupo de TI aún más grande.

Aunque la fabricación cesó en 1986 en Norwich, Boulton & Paul continuó teniendo presencia en East Anglia en su fábrica de Lowestoft y afirmó ser el mayor fabricante de carpintería de Europa y el líder del mercado en el suministro de ventanas de madera para la industria de la construcción del Reino Unido. Boulton y Paul fueron adquiridos por Rugby Group en 1997 antes de ser vendidos nuevamente dos años más tarde, cuando la compañía se incorporó a Jeld Wen Inc, un fabricante mundial de carpintería de propiedad privada.


Boulton Paul desafiante

El libro de Verkaik presenta un caso revisionista a favor de un avión que fue una trampa mortal para quienes volaron en él. En la década de 1980 entrevisté a varios Defiant & quotsurvivors & quot, todos los cuales eran ferozmente leales a la aeronave. Sin embargo, sus historias de bajo rendimiento, velocidad y las dificultades para salir de la torreta trasera fueron saludables ''.

& # 8220Pobre rendimiento y velocidad & # 8221 lo resume bastante bien, pero no fueron los tipos culpables. Si coloca un burro decentemente poderoso en la parte delantera de cualquier avión, entonces tiene muchas más posibilidades de cumplir sus expectativas.

El Roc, por ejemplo, con una tripulación de dos y una torreta de cuatro cañones y un motor de menos de 1000 CV es una broma.

Si uno se remonta a la historia, me pregunto si la persona que inició el requisito fue un ex combatiente de Bristol.


¿Cómo puedes ser agresivo si tienes que huir para llevar las armas? Incluso si te encuentras en una posición para ganar la pelea, el enemigo puede interrumpir la pelea a voluntad. ¿Cómo puedes ser tan bueno como los demás si tu avión es mucho más pesado y tiene más resistencia que el enemigo?

Era un concepto defectuoso y nunca debería haberse considerado para la producción.

Creo recordar el artículo de Flypast que decía que era una matanza mayorista en Francia del tipo y cuando las últimas llegaron al Reino Unido, el artillero de LAC se sorprendió al descubrir que los artilleros en el Reino Unido ahora recibían un pago de sargentos.

Buena idea, pero al igual que los lanzallamas en la cola que intentaron los alemanes, al final resultaron ser un fracaso.


Tomada hoy, 29 de mayo de 2020, la placa en Blakeney, que conmemora a F / L Nicholas Cooke DFC, con la aguja de la iglesia de Balkeney al fondo.

Me pregunto si alguien ¿Las defensas estaban realmente preparadas para los 'bombarderos escoltados por cazas'? La mayoría de las fuerzas aéreas parecen haber asumido que los bombarderos podrían operar sin escolta, protegidos por su velocidad o por su armamento defensivo. Quizás también hubo una sobreestimación de la efectividad de los bombardeos, por lo que la gente no estaba preparada para las largas campañas de desgaste en las que una tasa de pérdidas de, digamos, el 6% o más era una propuesta perdedora, a pesar de que los bombarderos ciertamente lo estaban logrando.

Antes de la experiencia de 1940, la tarea parecía diferente, simplemente caza contra bombardero, y como las fuerzas de bombarderos tenían una gran confianza en la efectividad de la torreta de cuatro cañones, el Defiant evidentemente parecía una buena idea atacar desde abajo ya estaba bien establecido por WW. Yo, y resultó ser una buena táctica en la Segunda Guerra Mundial (por lo tanto Schraege Muzik, anticipado por el Sopwith Dolphin).

Las cosas salieron de otra manera, y el Defiant resultó no ser una buena idea, aunque tampoco fue un escándalo que se hubiera construido (aunque Colin Sinnott en La RAF y el diseño de aviones 1923-39 registra reacción adversa a la propuesta de construirlo sin armamento avanzado). Quizás las tripulaciones informaron que les gustó la aeronave porque fue una buena implementación de una idea que resultó no cumplir con las circunstancias. No era mucho más lento que un Hurricane y seguramente era mucho mejor que el Blackburn Roc. Presumiblemente, la mayoría de los aviones que terminaron como remolcadores de blancos no eran malos aviones, solo aviones sin ningún papel agresivo más útil.


Trabajando para Boulton Paul

Producción Defiant Mk se encuentra en la fábrica de aviones Boulton Paul, Wolverhampton © Boulton Paul Association

Trabajé hombre y niño en Boulton Paul Aircraft y fui educado por ellos. Entré en el aprendizaje a los 16 y califiqué a los 21. Estaba destinado a ir a la oficina de dibujo, pero pensé "eso es aburrido, quiero construir aviones" y en poco tiempo estaba liderando un equipo de hombres el doble de mi edad.

Cuando pienso en cómo me respondieron esos hombres, fue increíble. Pero pronto me hice conocido por solucionar problemas. El jefe solía decir "envía a buscar a Jackie Holmes, él sabrá qué hacer ..." Así que parecía que me iba bien.

Recuerdo haber entrado en la fábrica por primera vez y haber visto las filas de Defiants allí. Qué vista tan maravillosa. Trabajando en Boulton Paul con los técnicos en esos días, siendo joven, quería averiguar todo lo que pudiera sobre el Defiant.

Cuando estábamos en la fábrica durante la guerra solía toparse con el Tannoy “los Defiants estaban en operación anoche, consiguieron X cantidad de aviones” y se levantaba una gran ovación. Fue un gran estímulo para la moral. Fue un luchador nocturno muy exitoso.

El Defiant fue diseñado originalmente en Norwich y cuando era joven recuerdo que había una gran cortina colgando del techo del hangar en la fábrica en Norwich y mi padre decía: "Nunca debes mirar detrás de esa cortina, es secreto". Así que eso fue como un trapo rojo para un toro para mí, miré a través de la cortina y bajo y vi que había una maqueta del Defiant. En aquellos días se le llamaba el avión de las maravillas.

Todavía amo al Defiant Ken Wallis [piloto de bombardero y comandante de ala de la Segunda Guerra Mundial] que se hizo famoso por pilotar su autogiro en una de las películas de James Bond, había volado un Defiant, así que cuando se enteró de mi réplica me llamó y tuvimos una derecha vieja 'tiza'. Y al final dijo, te voy a llamar "Defiant Jack".

Pero el Defiant es Boulton Paul, soy un hombre de empresa de pies a cabeza, pasé toda mi vida allí, hombre y niño. Cuando formamos la Asociación Boulton Paul Heritage, la compañía fue lo suficientemente buena como para permitirnos tener parte de la fábrica para construir mi Defiant, y con la ayuda de algunos buenos hombres, muchos otros proyectos también.

Muchos de los miembros originales han fallecido, pero el trabajo y los cientos de horas hombre dedicadas, especialmente por nuestro presidente Cyril Plimmer, ha valido la pena el esfuerzo. Nos vimos obligados a renunciar a muchos de nuestros proyectos cuando RAF Museum Cosford dijo que querían la colección, luego decidieron que no, así que tuvieron que irse.

Pero el Defiant es tan especial para mí porque crecí con él, era mi sueño construir uno y, con la ayuda del Sr. Dave Brocklehurst, ahora tiene un hogar permanente en el Kent Battle of Britain Museum.

* Gracias por su consulta, que recibimos el 11 de enero de 2015.
Podemos confirmar que Boulton Paul Defiant L7005 estuvo involucrado en un combate con Dornier Do. 17 el 26 de agosto de 1940, mientras patrullaba entre Herne Bay y Deal en Kent. Nuestros registros también muestran que la tripulación hizo reclamos por dos Do. 17 años y un Messerschmitt Bf. 109 derribados, mientras que otros miembros del escuadrón reclamaron un total de seis Do.17 más destruidos y uno dañado. Sin embargo, nuestros registros no proporcionan ninguna identificación para la aeronave alemana individual reclamada por ninguna de las aeronaves de la RAF involucradas, ni detalles sobre los lugares del accidente. Al final del combate, L7005 se vio obligado a aterrizar en Herne Bay debido a los daños recibidos.
Stuart Hadaway, rama histórica del aire (RAF). Árbitro. D / AHB (RAF) / 8/13


PAPEL 27

En un inventivo tour de force que rara vez, o nunca, ha sido igualado por su brillantez y consecuencias de gran alcance, James Watt alteró radicalmente la máquina de vapor no solo agregando un condensador separado sino creando una nueva familia de enlaces. Su enfoque fue en gran parte empírico, como usamos la palabra hoy.

Este estudio sugiere que, a pesar del glamour de los sofisticados métodos de cálculo actuales, un sentido intuitivo altamente desarrollado, reforzado por el conocimiento del pasado, sigue siendo indispensable para el diseño de mecanismos exitosos.

EL AUTOR: Eugene S. Ferguson, ex curador de ingeniería mecánica y civil en el Museo Nacional de los Estados Unidos, Smithsonian Institution, ahora es profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Estatal de Ciencia y Tecnología de Iowa.

En las escuelas de ingeniería de hoy, un estudiante es introducido a la cinemática de los mecanismos por medio de un curso de análisis cinemático, que se ocupa de los principios subyacentes a los movimientos que ocurren en los mecanismos. Estos principios se demuestran mediante un estudio de los mecanismos que ya existen, como el enlace de un tren de aterrizaje retráctil, mecanismos de computación, mecanismos utilizados en un automóvil y similares. En dicho curso también se suele presentar un enfoque sistemático, si no riguroso, del diseño de engranajes y levas. Sin embargo, hasta hace poco no se hizo ningún intento serio de aplicar los principios desarrollados en el análisis cinemático al problema más complejo de la síntesis cinemática de enlaces. Por síntesis cinemática se entiende el diseño de un enlace para producir una serie dada de movimientos para un propósito particular.

Que un enfoque racional, numérico o geométrico, de la síntesis cinemática sea posible es una idea relativamente reciente, aún no totalmente aceptada, pero es esta idea la responsable del intenso interés académico en la cinemática de los mecanismos que se ha producido en este país dentro del últimos 10 años.

Esta actividad académica ha resultado en el redescubrimiento de muchos trabajos anteriores sobre el tema, y ​​casi todos los académicos que ahora trabajan en este campo han reconocido de una forma u otra su deuda con quienes llegaron a la escena antes que ellos. Ha habido revisiones ocasionales de la secuencia y naturaleza de los desarrollos, pero el énfasis, naturalmente, se ha puesto en el pasado reciente. Me parece que se puede ganar algo mirando más allá de nuestra propia generación, o incluso más allá de la época de Franz Reuleaux (1829-1905), a quien generalmente se le atribuye el mérito de haber originado muchos de nuestros conceptos modernos de análisis y diseño de mecanismos, y para indagar en las ideas que hicieron posible las aportaciones de Reuleaux.

Lleve a la cinemática. Te lo compensará. Es más fecundo que la geometría, agrega una cuarta dimensión al espacio.

—Chebyshev a Sylvester, 1873

Si bien no se pretende que esté completo, he intentado en este artículo rastrear los puntos altos en el desarrollo del análisis y la síntesis cinemáticos, tanto en los círculos académicos como en el taller, notando, en la medida de lo posible, la influencia de uno sobre el otro. Si he dedicado más espacio a personas y episodios particulares del que merecen sus contribuciones al tratamiento moderno del tema, es porque he descubierto que la historia de la cinemática de los mecanismos, como la historia de cualquier otra rama de la ingeniería, es más interesante y más plausible si se reconoce que su desarrollo evolutivo es el resultado de la actividad humana. Esta historia fue forjada por personas como nosotros, no menos inteligentes y no menos sujetos que nosotros al medio ambiente, a una forma subjetiva de ver las cosas y a una herencia de ideas y creencias.

He seleccionado el período de la época de Watt porque los mecanismos modernos se originaron con él, y he enfatizado el primer siglo del período porque en 1885 muchas de las ideas de la cinemática moderna de los mecanismos estaban bien desarrolladas. Se discuten los vínculos, con la exclusión virtual de engranajes y levas, porque gran parte del trabajo académico en síntesis cinemática se dirige actualmente hacia el diseño de vínculos y porque los vínculos proporcionan un hilo conveniente para una narrativa que se habría vuelto innecesariamente compleja si se tratara en detalle Se habían incluido engranajes y levas. He traído la narrativa al presente rastreando la cinemática como se enseña en las escuelas de ingeniería estadounidenses, cerrando con una breve mención de la actividad académica en cinemática en este país desde 1950. Se adjunta una lista anotada de referencias adicionales como un estímulo para seguir trabajando en la historia del tema.

James Watt, sintetista cinemático

James Watt (1736-1819), mejorador de la máquina de vapor, fue un diseñador de mecanismos muy talentoso, aunque su formación no incluía ningún estudio formal de los mecanismos. De hecho, el estudio de los mecanismos, sin tener en cuenta de inmediato las máquinas en las que se utilizaban, no se introdujo hasta después de que se completó el importante trabajo de Watt, mientras que el diseño real de los mecanismos se había desarrollado durante varios siglos antes de la época de Watt.

Los mecanismos que empleaban tornillos, levas y engranajes ciertamente estaban en uso al comienzo de la era cristiana. Si bien no conozco evidencia inequívoca de la existencia de enlaces de cuatro barras antes del siglo XVI, su aplicación generalizada en ese momento indica que probablemente se originaron mucho antes. Un boceto tentador del siglo XIII de un aserradero de arriba hacia abajo (fig. 1) sugiere, pero no prueba, que en ese momento se utilizaba la articulación de cuatro barras. Leonardo da Vinci (1452-1519) delineó, si no construyó, un mecanismo de manivela y corredera, también para un aserradero (fig. 2). En el siglo XVI se puede encontrar la conversión de movimiento rotativo a alternativo (estrictamente hablando, una oscilación a través de un pequeño arco de un círculo grande) y viceversa mediante el uso de enlaces de miembros rígidos (figs. 3 y 4), aunque la conversión En ese momento, el movimiento de rotación a movimiento alternativo se lograba con mayor frecuencia mediante levas y engranajes intermitentes. Sin embargo, la idea de vínculos era una parte firmemente establecida del repertorio del constructor de máquinas antes de 1600. De hecho, uno podría haberse preguntado en 1588, cuando Agostino Ramelli publicó su libro sobre máquinas, [1] si los vínculos no habían llegado a su máxima expresión. etapa de desarrollo. Para ilustrar mi punto, he seleccionado el plato de Ramelli que más me atrae (fig. 5), aunque el libro exhibe más de otras 200 máquinas de complejidad e ingenio comparables.

[1] Agostino Ramelli, Le Diverse et Artificiose Machine, París, 1588.

Figura 1. — Aserradero de arriba hacia abajo del siglo XIII. El mecanismo de guía en la parte inferior izquierda, unido a la hoja de la sierra, parece ser un enlace de 4 barras. Después de Robert Willis, trad. y ed., Facsímil del cuaderno de bocetos de Wilars de Honecort (Londres, 1859, pl. 43).

Figura 2. — Mecanismo de manivela deslizante de Leonardo da Vinci (1452-1519), redibujado de sus cuadernos manuscritos. En el extremo inferior de las guías se muestra una sierra de bastidor. De Theodor Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues (Berlín, 1899, pág.323).

Figura 3. — Motor soplado de Vanuccio Biringuccio, alrededor de 1540, que muestra la conversión del movimiento del eje de la rueda hidráulica de rotación a oscilación. De Theodor Beck, Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues (Berlín, 1899, pág. 120).

Figura 4. — Molino de granos, 1588, que muestra la conversión del movimiento de las barras operativas de oscilación a rotación. Tenga en cuenta los pesos mosca, predecesores del volante. De Agostino Ramelli, Le Diverse et Artificiose Machine (París, 1588, pl. Enfrente de la p. 199).

Figura 5. — Máquina para levantar agua. Una máquina de este tipo fue construida en España durante el siglo XVI y estuvo en funcionamiento durante unos 80 años. De Agostino Ramelli, Le Diverse et Artificiose Machine (París, 1588, p. 199).

Había una gran diferencia, tanto en la concepción como en la ejecución, entre los vínculos de Ramelli y los de James Watt unos 200 años después. Watt fue responsable de iniciar profundos cambios en la tecnología mecánica, pero debe reconocerse que las artes mecánicas, a través de siglos de lento desarrollo, alcanzaron la etapa en la que su genio pudo florecer. El conocimiento y la capacidad para proporcionar los materiales y herramientas necesarios para las investigaciones de Watt estaban a la mano, y gracias al optimismo y el paciente aliento de su socio, Matthew Boulton, se pusieron a su disposición.

El genio de Watt no fue más evidente en ninguna parte que en su síntesis de vínculos. Sin embargo, un ingrediente esencial en el éxito de los vínculos de Watt fue la apreciación de su socio del orden completamente nuevo de refinamiento que pedían. Matthew Boulton, que había sido un exitoso fabricante de botones y novedades de metal mucho antes de que se formara su asociación con Watt, había reconocido de inmediato la necesidad de cuidado en la construcción de la máquina de vapor de Watt. El 7 de febrero de 1769, había escrito a Watt: [2] & quot; Supuse que su motor requeriría dinero, mano de obra muy precisa y correspondencia extensa para que resultara en la mejor ventaja y que el mejor medio de mantener la reputación y hacer La justicia de la invención sería mantener la parte ejecutiva de la misma fuera del alcance de la multitud de ingenieros empíricos, quienes por ignorancia, falta de experiencia y falta de la conveniencia necesaria, serían muy propensos a producir una mano de obra mala e inexacta, todas las cuales deficiencias afectaría la reputación de la invención. "Boulton esperaba construir los motores en su taller" con una diferencia de precisión tan grande como la que existe entre el herrero y el fabricante de instrumentos matemáticos ". The Soho Works of Boulton and Watt, en Birmingham, Inglaterra , resolvió para Watt el problema de producir "grandes" (es decir, en tamaños lo suficientemente grandes para ser útiles en máquinas de vapor) los mecanismos que él ideó. [3]

[2] Henry W. Dickinson, James Watt, artesano e ingeniero de amplificadores, Cambridge, Cambridge University Press, 1936, págs. 52-53.

[3] James P. Muirhead, El origen y progreso de las invenciones mecánicas de James Watt, Londres, 1854, vol. 1, págs. 56, 64. Esta obra, en tres volúmenes, contiene cartas, otros documentos y láminas de dibujos de especificación de patentes.

Las contribuciones de Boulton y Watt a la mecánica práctica "excelente" no pueden subestimarse. En el siglo XVIII hubo fabricantes de instrumentos y cronometradores que habían producido un trabajo asombrosamente preciso, pero ese trabajo comprendía elementos relativamente pequeños, todos dentro del alcance de un torno de banco, herramientas manuales y un trabajo manual excelente. El rápido avance de las máquinas herramienta, que amplió enormemente el alcance del arte de la construcción de máquinas, comenzó durante la asociación entre Boulton y Watt (1775-1800).

En abril de 1775, la escaramuza de Concord entre colonos estadounidenses y casacas rojas británicas marcó el comienzo de una guerra que determinaría para el futuro el curso de los acontecimientos políticos en el hemisferio occidental.

Otro evento de abril de 1775 que ocurrió en Birmingham ahora parece haber sido uno que marcó el comienzo de una nueva era de avance tecnológico. Fue cerca del final de este mes que Boulton, en Soho Works, escribió a su socio y comentó sobre la recepción del cilindro de hierro fundido de la máquina de vapor que se había terminado en el molino de perforación de John Wilkinson:

. parece bastante cierto, pero tiene una pulgada de grosor y pesa aproximadamente
10 quilates. Su diámetro es tanto por encima de las 18 pulgadas como la lata.
uno estaba debajo, y por lo tanto es necesario agregar un latón
aro al pistón, que se hace casi dos pulgadas de ancho. [4]

De hecho, este cilindro marcó el punto de inflexión en el desarrollo desalentadoramente largo de la máquina de vapor Watt, que durante 10 años había ocupado casi todos los pensamientos de Watt y todo el tiempo que podía dedicar a los requisitos para ganarse la vida. Aunque había muchas pruebas por delante para la empresa de Boulton y Watt para seguir desarrollando y perfeccionando la máquina de vapor, el problema crucial de la fuga de vapor a través del pistón en el cilindro había sido resuelto ahora por la nueva taladradora de Wilkinson, que fue la primera gran. máquina herramienta capaz de taladrar un cilindro tanto redondo como recto.

La mandrinadora es pertinente para el desarrollo de enlaces & quot; excelente & quot ;, siendo la primera de una nueva clase de máquinas herramienta que durante los siguientes 50 o 60 años llegó a incluir casi todos los tipos básicos de herramientas pesadas para quitar virutas que se encuentran en el mercado. utilizar hoy. El desarrollo de herramientas se aceleró por la precisión inherente requerida de los vínculos que fueron originados por Watt. Una vez que se demostró que una máquina grande y compleja, como la máquina de vapor, podía construirse con la precisión suficiente para que su funcionamiento estuviera relativamente libre de problemas, muchas mentes destacadas se dedicaron al desarrollo de máquinas y herramientas. Sin embargo, es interesante ver cómo Watt y otros lidiaron con las soluciones de los problemas que resultaron del avance de la máquina de vapor.

Durante la década de 1770, la demanda de energía continua y confiable aplicada a un eje giratorio se estaba volviendo insistente, y gran parte del esfuerzo de Boulton y Watt se dirigió a satisfacer esta demanda. Los molinos de todo tipo usaban agua o caballos para girar el `` trabajo con ruedas '', pero, si bien estas fuentes de energía eran adecuadas para operaciones pequeñas, la cantidad de agua disponible era a menudo limitada y el uso de enormes caprichos de caballos era con frecuencia impracticable.

El único tipo de máquina de vapor que existía entonces era la máquina de viga Newcomen, que había sido introducida en 1712 por Thomas Newcomen, también inglés. Este tipo de motor fue ampliamente utilizado, principalmente para bombear agua de las minas, pero ocasionalmente para bombear agua a un depósito para abastecer una rueda hidráulica. Se dispuso con un cilindro de vapor vertical ubicado debajo de un extremo de una gran viga de trabajo pivotante y una bomba de tipo émbolo vertical debajo del otro extremo. Se aseguraron cadenas pesadas y planas a un sector en cada extremo de la viga de trabajo y a las varillas del pistón del motor y de la bomba de tal manera que las varillas siempre fueran tangentes a un círculo cuyo centro estaba en el pivote de la viga. El peso de las piezas de la bomba recíproca empujó el extremo de la viga de la bomba hacia la atmósfera, actuando sobre la parte superior abierta del pistón en el cilindro de vapor, hizo que el extremo de la viga del motor se bajara cuando se condensó el vapor debajo del pistón. . Las cadenas, por supuesto, transmitirían la fuerza del pistón a la viga solo en tensión.

Ahora es obvio que una biela, una manivela y un volante de inercia suficientemente pesado podrían haberse utilizado en un motor Newcomen convencional para suministrar energía a un eje giratorio, pero la evidencia contemporánea deja en claro que esta solución no era de ninguna manera obvia. a Watt ni a sus contemporáneos.

En el momento de su primera patente de motor, en 1769, Watt había ideado una & quotsteam wheel, & quot o motor rotativo, que usaba mercurio líquido en la parte inferior de una cámara toroidal para proporcionar un límite para los espacios de vapor formados sucesivamente por compuertas de aleta dentro de la cámara. Las dificultades prácticas de la construcción finalmente descartaron esta solución al problema de una fuente de energía giratoria, pero no hasta que Boulton y Watt gastaron un esfuerzo y dinero considerables en ella. [5]

[5] Henry W. Dickinson y Rhys Jenkins, James Watt y la máquina de vapor, Oxford, Clarendon Press, 1927, págs. 146-148, pls. 14, 31. Este trabajo presenta una discusión completa y bien informada, basada en material primario, del desarrollo de las muchas contribuciones de Watt a la tecnología mecánica. Está hábilmente resumido en Dickinson, op. cit. (nota a pie de página 2).

En 1777, un orador ante la Royal Society de Londres observó que para obtener un rendimiento rotatorio de una máquina de vapor recíproca, una manivela `` ocurre naturalmente en teoría '', pero que de hecho la manivela no es práctica debido a la velocidad irregular de marcha del motor. y su longitud variable de carrera. Dijo que en la primera variación de la longitud de la carrera la máquina sería & citada o rota en pedazos o retrocedida. Victualling-Office por su opinión sobre si un molino de granos a vapor debe ser impulsado por una manivela o por una rueda hidráulica alimentada por una bomba. La conclusión de Smeaton fue que la manivela no era adecuada para una máquina en la que la regularidad de funcionamiento era un factor. `` Comprendo '', escribió, `` que ningún movimiento comunicado por el haz de vaivén de un camión de bomberos puede actuar jamás de manera perfectamente igual y constante para producir un movimiento circular, como el flujo regular de agua al girar una rueda hidráulica ''. Por cierto, recomendó que Se utilizará una máquina de vapor Boulton y Watt para bombear agua para suministrar la rueda hidráulica. [7] Smeaton había pensado en un volante, pero razonó que un volante lo suficientemente grande para suavizar el funcionamiento entrecortado y entrecortado de las máquinas de vapor que había observado sería más un estorbo que una bomba, un depósito y una rueda hidráulica. [8]

[6] John Farey, Tratado sobre la máquina de vapor, Londres, 1827, págs. 408-409.

[7] Informes del difunto John Smeaton, F.R.S., Londres, 1812, vol. 2, págs. 378-380.

[8] Farey, op. cit. (nota a pie de página 6), pág. 409.

La simplicidad de la eventual solución del problema no estaba clara para Watt en este momento. Como dice la tradición, no estaba bloqueado simplemente por la existencia de una patente para una simple manivela y, por lo tanto, se vio obligado a inventar algún otro dispositivo como sustituto.

Matthew Wasbrough, de Bristol, el ingeniero comúnmente acreditado con la patente de la manivela, no hizo mención de una manivela en la especificación de su patente, sino que pretendía hacer uso de `` bastidores con dientes '' o `` uno o más tiradores, ruedas, segmentos de ruedas, al que se sujetan rotchets y clicks o palls. "Sin embargo, propuso" añadir una mosca o moscas para que el movimiento sea más regular y uniforme ". Desafortunadamente para nosotros, no presentó dibujos con la especificación de su patente. [9]

[9] Patente británica 1213, 10 de marzo de 1779.

James Pickard, de Birmingham, como Boulton, un fabricante de botones, en 1780 patentó un dispositivo de manivela con contrapeso (fig. 6) que se esperaba que eliminara la objeción a una manivela, que operaba con palanca cambiante y, por lo tanto, con una potencia irregular. En la figura 6, la rueda con contrapeso, girando dos veces por cada revolución de la manivela (A), permitiría que el contrapeso descendiera mientras la manivela pasaba la posición de punto muerto y se elevaría mientras la manivela tuviera el máximo apalancamiento. En esta patente no se hizo mención de un volante. [10]

[10] Patente británica 1263, 23 de agosto de 1780.

Figura 6. — Una de las "Patentes de manivela" de la máquina de vapor que obstaculizó el progreso de James Watt. Esta patente, concedida a James Pickard en 1780, reivindicaba solo la disposición de los contrapesos, no la manivela. El pasador del cigüeñal al que se adjuntó la biela está en Automóvil club británico. De la patente británica 1263, 23 de agosto de 1780.

Wasbrough, al descubrir que sus "perchas y clics" no le servían, en realidad utilizó, en 1780, una manivela con volante. Watt era consciente de esto, pero seguía sin estar convencido de la superioridad de la manivela sobre otros dispositivos y no apreció de inmediato la capacidad de regulación de un volante. [11] En abril de 1781, Watt escribió a Boulton, que entonces estaba fuera de la ciudad: "Sé por experiencia que el otro dispositivo, que me vio probar, funciona al menos igual de bien y, de hecho, tiene muchas ventajas sobre la manivela". [12] El "otro invento" probablemente fue su rueda giratoria que construyó y que apareció en la siguiente especificación de patente importante (fig. 7a). También en esta patente había otros cuatro dispositivos, uno de los cuales era fácilmente reconocible como manivela, y dos de los cuales eran excéntricos (fig. 7a, b). El cuarto dispositivo fue el conocido engranaje del sol y el planeta (fig. 7e). [13] A pesar de la similitud de la manivela simple con las diversas variaciones ideadas por Watt, esta patente no atrajo críticas de Wasbrough o Pickard, tal vez porque ninguna persona razonable sostendría que la manivela en sí era una característica patentable, o tal vez porque la la similitud no era tan obvia en ese momento. Sin embargo, Watt se mantuvo alejado de la aplicación de manivelas directamente discernible porque prefería evitar una demanda que pudiera anular su patente o la de otras. Por ejemplo, si las patentes de Wasbrough y Pickard hubieran sido anuladas, se habrían convertido en propiedad pública y Watt temía que pudieran `` caer en manos de hombres más ingeniosos '', quienes darían a Boulton y Watt más competencia que Wasbrough y Pickard. [14]

[11] Dickinson y Jenkins, op. cit. (nota al pie 5), págs.150, 154.

[13] William Murdock, en ese momento un constructor de Boulton y Watt, pudo haber sugerido este arreglo. Ibídem., pag. 56.

[14] Muirhead, op. cit. (nota al pie 3), vol. 3, nota en la p. 39.

Figura 7. — Cinco dispositivos alternativos de James Watt para la conversión de movimiento alternativo en movimiento rotatorio en una máquina de vapor. (Patente británica 1306, 25 de octubre de 1781). De James P. Muirhead, El origen y progreso de las invenciones mecánicas de James Watt (Londres, 1854, vol. 3, pls. 3-5, 7).

(a) `` Rueda inclinada ''. El eje vertical en D gira por acción de ruedas H y J en la leva, o plato oscilante, A B C. Boulton y Watt probaron este dispositivo pero lo descartaron.

(b) Rueda de manivela con contrapeso.

(c) "Rueda excéntrica" ​​con un yugo externo colgado de la viga de trabajo. La rueda gira en C.

(d) "Rueda excéntrica" ​​con rueda motriz interna colgada de la viga de trabajo. Rueda B gira en el centro del eje A.

(e) Engranaje del Sol y el Planeta. Esta es la idea que se emplea realmente en los motores Boulton y Watt. Como enlace opcional JK mantenía los centros de las ruedas dentadas siempre equidistantes, la guía anular GRAMO no se utilizó.

Watt adoptó la disposición de sol y planeta, con engranajes de igual tamaño, para casi todos los motores rotativos que construyó durante la vigencia de las `` patentes de manivela ''. Esta disposición tenía la ventaja de hacer girar el volante dos revoluciones durante una ciclo único de operación del pistón, por lo que requiere un volante de solo un cuarto del tamaño del volante necesario si se usa una manivela simple. El enlace opcional (JK de la fig. 7e) se usó en los motores tal como fueron construidos.

Desde el principio, los motores rotativos se hicieron de doble efecto, es decir, el trabajo se realizó con vapor alternativamente en cada extremo del cilindro. El motor de doble acción, a diferencia del motor de bombeo de acción simple, requería un vástago de pistón que empujara y tirara. Fue en la solución de este problema donde se demostraron más claramente la originalidad y el juicio seguro de Watt.

En algunos motores se utilizó una disposición de bastidor y sector (fig. 8). El primero, según Watt, "se ha roto varios dientes del bastidor, pero funciona de manera estable". [15] Un poco más tarde, le dijo a un corresponsal que su motor de doble acción y cuotas son tan poderosas que ha roto todos sus abordajes repetidamente. Sin embargo, ahora lo hemos domesticado ". [16]

[15] James Watt, 31 de marzo de 1783, citado en Dickinson y Jenkins, op. cit. (nota a pie de página 5), ​​pág. 140.

[16] Watt a De Luc, 26 de abril de 1783, citado en Muirhead, op. cit. (nota al pie 3), vol. 2, pág. 174.

Figura 8. — Motor de vatios de 1782 (patente británica 1321, 12 de marzo de 1782) que muestra la cremallera y el sector utilizados para guiar el extremo superior del vástago del pistón y transmitir la fuerza del pistón a la viga de trabajo. Este motor, con un cilindro de 30 pulgadas y una carrera de 8 pies, estaba preparado para bombear. Varilla de bomba SS se cuelga del sector de la viga de trabajo. De James P. Muirhead, El origen y progreso de las invenciones mecánicas de James Watt (Londres, 1854, vol. 3, lámina 15).

Aproximadamente un año después se pensó en el enlace en línea recta [17]. "He comenzado una nueva liebre", escribió Watt a su socio. `` He vislumbrado un método para hacer que el vástago del pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo perpendicularmente, fijándolo solo a un trozo de hierro sobre la viga, sin cadenas o guías perpendiculares, o fricciones desfavorables, cabezas de arco o otras piezas de torpeza. Solo lo he probado en un pequeño modelo hasta ahora, por lo que no puedo basarme en él, aunque creo que es muy probable que tenga éxito, y uno de los mecanismos más ingeniosos y simples que he ideado. & quot [18]

[17] Watt's era un enlace de cuatro barras. Todos los enlaces en línea recta de cuatro barras que no tienen pares deslizantes trazan solo una línea aproximadamente recta. El enlace exacto en línea recta en un solo plano no se conoció hasta 1864 (ver pág. 204). En 1853, Pierre-Frédéric Sarrus (1798-1861), un profesor francés de matemáticas en Estrasburgo, ideó un vínculo espacial similar a un acordeón que trazaba una verdadera línea recta. Descrito pero no ilustrado (Académie des Sciences, París, Comptes rendus, 1853, vol. 36, págs. 1036-1038, 1125), el mecanismo fue olvidado y reinventado dos veces finalmente, la invención original fue redescubierta por un escritor inglés en 1905. Para la cronología, ver Florian Cajori, Una historia de las matemáticas, ed. 2, Nueva York, 1919, pág. 301.

[18] Muirhead, op. cit. (nota al pie 3), vol. 2, págs. 191-192.

El enlace en línea recta maravillosamente simple de Watt se incorporó a un motor de haz grande casi de inmediato, y el inventor generalmente pesimista y reservado estaba cerca de un estado de euforia cuando le dijo a Boulton que el `` nuevo movimiento perpendicular central responde más allá de las expectativas, y no hace que el sombra de un ruido. "[19] Este enlace, que se incluyó en una extensa patente de 1784, y dos dispositivos alternativos se ilustran aquí (fig. 9). Una de las alternativas es una cruceta guiada (fig. 9, arriba a la derecha).

Figura 9. — Mecanismos de Watt para guiar el extremo superior del vástago del pistón de un motor de doble efecto (patente británica 1432, 28 de abril de 1784). Arriba a la izquierda, enlace en línea recta parte superior derecha, disposición de cruceta y guía abajo a la izquierda, vástago de émbolo A se guía por sectores D y mi, suspendido por cordones flexibles. De James P. Muirhead, El origen y progreso de las invenciones mecánicas de James Watt (Londres, 1854, vol. 3, pls. 21, 22).

Por brillante que fuera la concepción de este vínculo, fue seguida por una síntesis que es poco menos que increíble. Para hacer más compacta la conexión unida a la viga de sus motores, Watt había sondeado su experiencia en busca de ideas que su experiencia había producido el trabajo realizado mucho antes en una máquina de dibujo que hacía uso de un pantógrafo. [20] Watt combinó su enlace en línea recta con un pantógrafo, un enlace se convirtió en miembro del pantógrafo.

[20] "Tiene una sola falla", le había dicho a un amigo el 24 de diciembre de 1773, después de describirle la máquina de dibujo, "que es que no sirve, porque describe secciones cónicas en lugar de líneas rectas". Ibídem., pag. 71.

La longitud de cada eslabón oscilante del varillaje en línea recta se redujo así a un cuarto en lugar de a la mitad de la longitud de la viga, y todo el mecanismo se pudo construir de modo que no se extendiera más allá del extremo de la viga de trabajo. Esta disposición pronto se conoció como el "movimiento paralelo" de Watt (fig. 10). [21] Años más tarde Watt le dijo a su hijo: "Aunque no estoy demasiado ansioso después de la fama, estoy más orgulloso del movimiento paralelo que de cualquier otro invento mecánico que haya hecho". [22]

[21] A lo largo del siglo XIX, el término "movimiento paralelo" se usó indiscriminadamente para referirse a cualquier vínculo en línea recta. No he descubierto el origen del término. Watt no lo usó en la especificación de su patente, y no lo he encontrado en sus escritos ni en ningún otro lugar antes de 1808 (ver nota 22 al pie de página). La ciclopedia (Abraham Rees, ed., Londres, 1819, vol. 26) definió el movimiento paralelo como & término de cuota utilizado entre la mecánica práctica para denotar el movimiento rectilíneo de un vástago de pistón, & ampc. en la dirección de su longitud y artilugios, mediante los cuales dichos movimientos rectilíneos alternos se convierten en movimientos rotatorios continuos, o viceversa. & quot Robert Willis en su Principios del mecanismo (Londres, 1841, p. 399) describió el movimiento paralelo como un término de cuota aplicado de manera un tanto torpe a una combinación de varillas articuladas, cuyo propósito es hacer que un punto describa una línea recta. & quot A. B. Kempe en Cómo dibujar una línea recta (Londres, 1877, p. 49) escribió: "Más de una vez me han pedido que me deshaga del término objetable" movimiento paralelo ". No sé cómo llegó a emplearse y ciertamente no expresa lo que se pretende. Sin embargo, la expresión ahora se ha cristalizado y, por mi parte, no puedo emprender la búsqueda de un disolvente.

[22] Muirhead, op. cit. (nota al pie 3), vol. 3, nota en la p. 89.

Figura 10. — Movimiento paralelo de Watt. La viga de trabajo del motor gira en A. Pivote F está unido al bastidor del motor. De Dyonysius Lardner, El motor de vapor (Filadelfia, 1852), pl. 5 (edición americana 5 de Londres ed. 5).

El varillaje de cuatro barras Watt fue empleado 75 años después de su creación por el estadounidense Charles B. Richards cuando, en 1861, diseñó su primer indicador de motor de alta velocidad (fig. 11). Introducido en Inglaterra el año siguiente, el indicador de Richards fue un éxito inmediato y se vendieron muchos miles durante los siguientes 20 o 30 años. [23]

[23] Charles T. Porter, Reminiscencias de ingeniería, Nueva York, 1908, págs. 58-59, 90.

Figura 11. — Indicador de motor de alta velocidad Richards de 1861, que muestra la aplicación de la conexión en línea recta de Watt. (USNM 307515 Foto del Smithsonian 46570).

Al considerar el orden de capacidad sintética requerido para diseñar el enlace en línea recta y combinarlo con un pantógrafo, debe tenerse en cuenta que este fue el primero de una larga lista de tales mecanismos. [24] Una vez que la idea estuvo en el exterior, era de esperar que aparecieran muchas variaciones y soluciones alternativas.Uno se pregunta, sin embargo, qué dirección habría tomado el trabajo posterior si Watt no hubiera señalado el camino con tanta claridad.

[24] Al menos una vinculación en línea recta anterior, un arreglo posteriormente atribuido a Richard Roberts, se había representado antes de la patente de Watt (Pierre Patte, Mémoirs sur les objets les plus importants de l'architecture, París, 1769, pág. 229 y pl. 11). Sin embargo, este vínculo (reproducido aquí en la figura 18) no tuvo una influencia detectable en Watt o en la práctica posterior.

En 1827 John Farey, en su exhaustivo estudio de la máquina de vapor, escribió quizás la mejor visión contemporánea de la obra de Watt. De joven, Farey había hablado varias veces con el anciano Watt, y había reflexionado sobre la naturaleza del intelecto que había hecho que Watt fuera reconocido como un genio, incluso durante su propia vida. Al intentar explicar el genio de Watt, Farey estableció algunas observaciones que son pertinentes no solo para la síntesis cinemática sino también para el término actualmente de moda "creatividad".

En opinión de Farey, la facultad inventiva de Watt era muy superior a la de cualquiera de sus contemporáneos, pero sus muchas y diversas ideas habrían sido de poca utilidad si no hubiera poseído un orden de juicio muy alto, esa `` facultad de distinguir entre ideas que descomponen ideas compuestas en elementos más simples ordenándolos en clases y comparándolos juntos. & quot

Farey opinaba que, si bien una mente como la de Watt podría producir ideas nuevas y brillantes, el `` acervo común de ideas que son corrientes entre las comunidades y profesiones, generalmente demostrará ser de mejor calidad que el promedio de esas nuevas ideas, que pueden ser producida por cualquier individuo a partir de la operación de su propia mente, sin la ayuda de otros ". Farey concluyó con la observación de que" las adiciones más útiles a esa acción común, por lo general proceden de los individuos que están bien familiarizados con toda la serie ". 25]

[25] Farey, op. cit. (nota a pie de página 6), págs.651, 652.

Para dibujar una línea recta

Durante la mayor parte del siglo después de que James Watt había producido su movimiento paralelo, el problema de idear un enlace, un punto del cual describiría una línea recta, fue uno que hizo cosquillas a las fantasías de los matemáticos, de la mecánica ingeniosa y de los caballeros aficionados a las ideas. . La búsqueda de un mecanismo de línea recta más preciso que el de Watt superó con creces la urgente necesidad práctica de tal dispositivo. Las grandes máquinas cepilladoras de metal eran bien conocidas en 1830, y a mediados de siglo se usaban crucetas y guías de cruceta a ambos lados del Atlántico en motores con y sin vigas de trabajo.

En 1819, John Farey había observado con bastante precisión que, al menos en Inglaterra, se habían probado muchos otros esquemas y se habían encontrado deficientes y que `` ningún método se había encontrado tan bueno como el motor original y, en consecuencia, encontramos que todos los fabricantes más establecidos y experimentados fabrican motores que no están alterados en ninguna gran característica del motor original del Sr. Watt. & quot [26]

[26] En Rees, op. cit. (nota a pie de página 21), vol. 34 ("Motor de vapor"). John Farey fue el autor de este artículo (ver Farey, op. cit., pag. vi).

Se introdujeron dos mecanismos para producir una línea recta antes de que terminara el monopolio de Boulton y Watt en 1800. Quizás el primero fue el de Edmund Cartwright (1743-1823), de quien se dice que tuvo la idea original de un telar mecánico. Este dispositivo con engranajes (fig. 12), fue caracterizado con condescendencia por un editor estadounidense contemporáneo por poseer y cuotas mucho mérito que posiblemente se pueda atribuir a un caballero comprometido en la búsqueda de estudios mecánicos para su propia diversión. "[27] Sólo unos pocos pequeños Los motores se fabricaron bajo la patente. [28]

[27] Emporio de las Artes y las Ciencias, Diciembre de 1813, nueva ser., Vol. 2, no. 1, pág. 81.

[28] Farey, op. cit. (nota a pie de página 6), pág. 666.

Figura 12. — Mecanismo de engranajes en línea recta de Cartwright de aproximadamente 1800. De Abraham Rees, La ciclopedia (Londres, 1819, "Motor de vapor", pl. 5).

Las propiedades de un hipocicloide fueron reconocidas por James White, un ingeniero inglés, en su diseño de engranajes que empleaba un pivote ubicado en el círculo de paso de un engranaje recto que giraba dentro de un engranaje interno. El diámetro del círculo primitivo del engranaje recto era la mitad del del engranaje interno, con el resultado de que el pivote, al que estaba conectado el vástago del pistón, trazaba un diámetro del círculo primitivo grande (fig. 13). White recibió en 1801 de Napoleón Bonaparte una medalla por este invento cuando se exhibió en una exposición industrial en París. [29] Se construyeron algunas máquinas de vapor que empleaban el mecanismo de White, pero sin un notable éxito comercial. El propio White estuvo de acuerdo en que, si bien se le permitió a su invento poseer propiedades curiosas y ser un lindo cosa, no todas las opiniones coinciden en declararla, esencial y generalmente, una bien cosa. & quot [30]

[29] H. W. Dickinson, & quot James White y su 'Nuevo siglo de invenciones' & quot Transacciones de la Sociedad Newcomen, 1949-1951, vol. 27, págs. 175-179.

[30] Jaime White, Un nuevo siglo de invenciones, Manchester, 1822, págs. 30-31, 338. Un motor hipocicloidal utilizado en Stourbridge, Inglaterra, se encuentra en el Museo Henry Ford.

Figura 13. — Mecanismo de línea recta hipocicloidal de James White, alrededor de 1800. Los pesos mosca (en los extremos del brazo diagonal) funcionaban como un volante. De James White, Un nuevo siglo de invenciones (Manchester, 1822, lámina 7).

El primero de los enlaces de cuatro barras que no son Watt apareció poco después de 1800. El origen del movimiento del rayo de saltamontes es algo oscuro, aunque llegó a ser asociado con el nombre de Oliver Evans, el pionero estadounidense en el empleo de alta presión. vapor. Una idea similar, empleando un enlace isósceles, fue patentada en 1803 por William Freemantle, un relojero inglés (fig. 14). [31] Este es el vínculo que se atribuyó mucho más tarde a John Scott Russell (1808-1882), el destacado arquitecto naval. [32] Un indicio no concluyente de que Evans había ideado su enlace en línea recta en 1805 apareció en una placa que ilustra su Guía del aborto del joven ingeniero de vapor (Filadelfia, 1805), y ciertamente se usó en su motor Columbian (fig. 15), que fue construido antes de 1813. El enlace Freemantle, en forma modificada, apareció en Rees Ciclopedia de 1819 (fig.16), pero es dudoso que incluso esto se hubiera reconocido fácilmente como idéntico al varillaje de Evans, porque la biela estaba en el extremo opuesto de la viga de trabajo de la biela del pistón, de acuerdo con el uso establecido , mientras que en el varillaje de Evans, la manivela y la biela estaban en el mismo extremo de la viga. Es posible que Evans haya sacado su idea de un periódico inglés anterior, pero faltan pruebas concretas.

[31] Patente británica 2741, 17 de noviembre de 1803.

[32] William J. M. Rankine, Manual de Maquinaria y Carpintería, ed. 6, Londres, 1887, pág. 275.

Figura 14. — Enlace de línea recta Freemantle, más tarde llamado enlace de Scott Russell. De la patente británica 2741, 17 de noviembre de 1803.

Figura 15. — Motor "colombiano" de Oliver Evans, 1813, que muestra el enlace en línea recta de Evans, o "saltamontes". De Emporio de las Artes y las Ciencias (nueva ser., vol. 2, n. ° 3, abril de 1814, pl. opuesta a la p. 380).

Figura 16. — Enlace Freemantle modificado, 1819, que es cinemáticamente igual al enlace de Evans. Pivotes D y mi están unidos al bastidor del motor. De Abraham Rees, La ciclopedia (Londres, 1819, "Mociones paralelas", pl. 3).

Si la idea de hecho se originó con Evans, es extraño que no la mencionara en sus reclamos de patente, o en las descripciones que publicó de sus motores. [33] La ventaja práctica del enlace Evans, que utilizaba como podía una viga de trabajo mucho más ligera que los motores Watt o Freemantle, no escaparía a Oliver Evans, y no era un hombre de excesiva modestia en lo que respecta a sus propios inventos.

[33] Greville y Dorothy Bathe, Oliver Evans, Filadelfia, 1935, págs.88, 196 y pássim.

Otro enlace en línea recta de cuatro barras que se hizo bien conocido se atribuyó a Richard Roberts de Manchester (1789-1864), quien alrededor de 1820 había construido una de las primeras máquinas cepilladoras de metales, máquinas que ayudaron a realizar la búsqueda de enlaces en línea recta en gran medida. académico. No he descubierto qué ocasionó la introducción del enlace de Roberts, pero data de antes de 1841. Aunque Roberts patentó muchas máquinas textiles complejas, una inspección de todos sus dibujos de patentes no ha podido proporcionar pruebas de que él fue el inventor del enlace de Roberts. . [34] El hecho de que se muestre el mismo vínculo en un grabado de 1769 (fig. 18) confunde aún más la cuestión. [35]

[34] Robert Willis (op. cit. [nota a pie de página 2] pág. 411) atribuyó a Richard Roberts el vínculo. Los 15 dibujos de patentes británicas de Roberts exhiben aplicaciones complejas de levas, palancas, varillas guiadas, cables, etc., pero no un mecanismo de línea recta. En su patente no. 6258 del 13 de abril de 1832, para una máquina de vapor y un vagón de locomotoras, Roberts utilizó el "movimiento paralelo" de Watt en una viga impulsada por un cilindro vertical.

[35] Este grabado apareció como lámina 11 en la obra de 1769 de Pierre Patte (op. cit. nota al pie 24). Patte afirmó que la máquina representada en su placa 11 fue inventada por M. de Voglie y que en realidad se usó en 1756.

Figura 17. — Enlace en línea recta (antes de 1841) atribuido a Richard Roberts por Robert Willis. Desde A. B. Kempe, Cómo dibujar una línea recta (Londres, 1877, pág.10).

Figura 18. — Máquina para cortar pilotes bajo el agua, alrededor de 1760, diseñada por De Voglie. El enlace de Roberts opera la barra (Q en el esquema detallado a la izquierda) en la parte trasera de la máquina debajo de los operadores. Al parecer, la importancia del vínculo no se reconoció en general. Una máquina similar representada en Diderot Enciclopedia, publicado varios años después, no empleó el enlace de línea recta. De Pierre Patte, Memoirs sur les objets plus importants de l'architecture (París, 1769, lámina 11).

La aparición en 1864 de la conexión en línea recta exacta de Peaucellier pasó casi desapercibida. Una década más tarde, cuando la noticia de su invención cruzó el Canal de la Mancha hacia Inglaterra, este vínculo despertó un gran interés y sus variaciones ocuparon las mentes matemáticas durante varios años. Durante al menos 10 años antes y 20 años después de la solución final del problema, el profesor Chebyshev, [36] un destacado matemático de la Universidad de San Petersburgo, estuvo interesado en el asunto. A juzgar por sus obras publicadas y su reputación en el extranjero, el interés de Chebyshev se convirtió en una obsesión.

[36] Esta es la ortografía de la Biblioteca del Congreso.

Pafnutïĭ L'vovich Chebyshev nació en 1821, cerca de Moscú, y entró en la Universidad de Moscú en 1837. En 1853, después de visitar Francia e Inglaterra y observar con atención el progreso de la mecánica aplicada en esos países, leyó su primer artículo sobre aproximación directa vínculos entre líneas, y durante los siguientes 30 años atacó el problema con nuevo vigor al menos una docena de veces. Encontró que los dos principales vínculos en línea recta que se utilizaban en ese momento eran los de Watt y Evans. Chebyshev notó la desviación de estos enlaces de una línea recta y calculó la desviación del quinto grado, o aproximadamente 0,0008 pulgadas por pulgada de longitud de haz. Propuso una modificación del enlace Watt para refinar su precisión, pero descubrió que tendría que duplicar la longitud de la viga de trabajo. Chebyshev concluyó con pesar que su modificación "presentaría grandes dificultades prácticas". [37]

[37] Oeuvres de P. L. Tchebychef, 2 vols., San Petersburgo, 1899-1907, vol. 1, pág. 538 vol. 2, págs.57, 85.

Al final, a Chebyshev se le ocurrió una idea que le permitiría acercarse, si no alcanzar una verdadera línea recta. Si un mecanismo era bueno, razonó, dos serían mejores, etcétera, ad infinitum. La idea era simplemente combinar, o componer, enlaces aproximados de cuatro eslabones, ordenándolos de tal manera que los errores se redujeran sucesivamente. Al contemplar primero una combinación de los enlaces de Watt y Evans (figura 19), Chebyshev reconoció que si el punto D del enlace de Watt seguía casi una línea recta, el punto A del enlace de Evans se apartaría aún menos de una línea recta. Calculó la desviación en este caso a partir del 11º grado. Luego reemplazó el enlace de Watt por uno que generalmente se llama mecanismo de línea recta de Chebyshev (fig. 20), con el resultado de que la precisión se incrementó hasta el decimotercer grado. [38] La máquina de vapor que mostró en la Exposición de Viena en 1873 empleó este vínculo: el mecanismo de Chebyshev combinado con el vínculo de Evans, o isósceles aproximado. Un visitante inglés de la exposición comentó que `` el movimiento tiene poca o ninguna utilidad práctica, pues apenas podemos imaginar circunstancias en las que sería más ventajoso utilizar un sistema de palancas tan complicado, con tantas articulaciones que lubricar y tantas alfileres para usar, que una guía sólida de algún tipo, pero al mismo tiempo la disposición es muy ingeniosa y, en este sentido, refleja un gran crédito en su diseñador. & quot [39]

[39] Ingenieria, 3 de octubre de 1873, vol. 16, pág. 284.

Figura 19. — Pafnutïĭ L'vovich Chebyshev (1821-1894), matemático ruso activo en el análisis y síntesis de mecanismos de línea recta. De Ouvres de P. L. Tchebychef (San Petersburgo, 1907, vol. 2, frontispicio).

Figura 20. — Combinación de Chebyshev (alrededor de 1867) de los vínculos de Watt y Evans para reducir los errores inherentes a cada uno. Puntos C, C', y C & quot está arreglado A es el punto de rastreo. De Oeuvres de P. L. Tchebychef (San Petersburgo, 1907, vol. 2, pág. 93).

Figura 21.—Izquierda: Enlace en línea recta de Chebyshev, 1867 de A. B. Kempe, Cómo dibujar una línea recta (Londres, 1877, pág.11). Derecha: Combinación Chebyshev-Evans, 1867 de Oeuvres de P. L. Tchebychef (San Petersburgo, 1907, vol. 2, p. 94). Puntos C, C', y C & quot está arreglado. A es el punto de rastreo.

Existe un rumor persistente de que el profesor Chebyshev buscó demostrar la imposibilidad de construir cualquier vínculo, independientemente del número de vínculos, que genere una línea recta, pero solo he encontrado una afirmación dudosa en el Grande Encyclopédie [40] de finales del siglo XIX y un informe de una conversación con el ruso por un inglés, James Sylvester, en el sentido de que Chebyshev había tenido éxito en demostrar la inexistencia de un trabajo de enlace de cinco barras capaz de producir un movimiento paralelo perfecto. . "[41] Independientemente de lo que la tradición pueda tener que decir sobre lo que dijo Chebyshev, por supuesto es bien sabido que el Capitán Peaucellier fue el hombre que finalmente sintetizó el mecanismo exacto en línea recta que lleva su nombre.

[40] La Grande Encyclopédie, París, 1886 ("Peaucellier").

[41] James Sylvester, & quotRecent Discoveries in Mechanical Conversion of Motion & quot; Avisos de los procedimientos de la Royal Institution of Great Britain, 1873-1875, vol. 7, pág. 181. Sylvester no contaba el enlace fijo en el lenguaje moderno; sería un mecanismo de seis enlaces.

Figura 22. — Enlace en línea recta exacta de Peaucellier, 1873. De A. B. Kempe, Cómo dibujar una línea recta (Londres, 1877, pág.12).

Figura 23. — Modelo del Peaucellier & quotCompas Composé & quot, depositado en el Conservatoire National des Arts et Métiers, París, 1875. Foto cortesía del Conservatoire.

Figura 24. — James Joseph Sylvester (1814-1897), matemático y conferenciante sobre vínculos en línea recta. De Actas de la Royal Society de Londres (1898, vol. 63, opuesto a la p. 161).

Charles-Nicolas Peaucellier, graduado de la Ecole Polytechnique y capitán del cuerpo de ingenieros francés, tenía 32 años en 1864 cuando escribió una breve carta al editor de Nouvelles Annales de mathématiques (ser. 2, vol. 3, págs. 414-415) en París. Llamó la atención sobre lo que denominó "brújulas compuestas", una clase de vínculos que incluían el movimiento paralelo de Watt, el pantógrafo y el planímetro polar. Propuso diseñar enlaces para describir una línea recta, un círculo de cualquier radio por grande que sea, y secciones cónicas, e indicó en su carta que había llegado a una solución.

Esta carta no movió ningún bolígrafo en respuesta, y durante los siguientes 10 años el problema simplemente llevó a que Peaucellier y Amédée Mannheim (1831-1906), también graduada de la Ecole Polytechnique, profesora de matemáticas, llenaran unas cuantas páginas académicas, Peaucellier y Amédée Mannheim (1831-1906) el diseñador de la regla de cálculo de Mannheim. Finalmente, en 1873, el capitán Peaucellier dio su solución a los lectores del Nouvelles Annales. Su razonamiento, que tiene un sabor distintivo de descubrimiento en retrospectiva, fue que, dado que un enlace genera una curva que puede expresarse algebraicamente, debe seguirse que cualquier curva algebraica puede generarse mediante un enlace adecuado; solo era necesario encontrar el enlace adecuado. enlace. Luego dio una clara demostración geométrica, sugerida por Mannheim, para su "compás compuesto" de línea recta. [42]

[42] Charles-Nicholas Peaucellier, & quotNote sur une question de geométrie de compas & quot Nouvelles Annales de mathématiquesDe 1873, ser. 2, vol. 12, págs. 71-78. Un boceto de la obra de Mannheim está en Florian Cajori, Una historia de la regla de cálculo logarítmica, Nueva York, alrededor de 1910, reimpreso en Figuras de cuerda y otras monografías, Nueva York, Chelsea Publishing Company, 1960.

Un viernes por la noche de enero de 1874, Albemarle Street en Londres se llenó de carruajes, cada uno maniobrando para descargar su carga de caballeros y sus damas en la puerta del venerable salón de la Royal Institution. En medio de un "poderoso susurro de sedas", la elegante multitud se dirigió al auditorio para una de las famosas conferencias semanales. El orador en esta ocasión fue James Joseph Sylvester, un hombre pequeño e intenso con una cabeza enorme, en algún momento profesor de matemáticas en la Universidad de Virginia, en Estados Unidos, y más recientemente en la Royal Military Academy en Woolwich. Habló desde la misma tribuna que habían ocupado Davy, Faraday, Tyndall, Maxwell y muchos otros científicos notables. El tema del profesor Sylvester fue "Descubrimientos recientes en la conversión mecánica del movimiento". [43]

[43] Silvestre, op. cit. (nota al pie 41), págs. 179-198.Se desprende de un comentario en esta conferencia que Sylvester fue responsable de la palabra "enlace". Según Sylvester, un enlace consiste en un número par de enlaces, un "trabajo de enlace" de un número impar. Dado que Sylvester no consideró el miembro fijo como un enlace, esta distinción se volvió completamente confusa cuando se publicó el trabajo de Reuleaux en 1876. Aunque Watt usó & quotlink & quot en una especificación de patente, no es probable que alguna vez haya usado el término & quotlink-work & quot —En cualquier caso, mi búsqueda de su uso ha sido infructuosa. Willis utiliza & quot; trabajo de enlace & quot (op. cit. nota al pie 21), pero el término probablemente no se originó con él. No he encontrado la palabra & quot; vínculo & quot; usada antes que Sylvester.

Al comentar sobre el atractivo popular de la mayoría de las conferencias, un observador contemporáneo señaló que, si bien muchos oyentes podrían preferir escuchar al profesor Tyndall exponer sobre la opacidad acústica de la atmósfera, `` aquellos con un giro mental más elevado y seco experimentan un deleite inefable cuando el profesor Sylvester sostiene adelante sobre la conversión del movimiento circular en paralelo ". [44]

[44] Bernard H. Becker, Londres científico, Londres, 1874, págs. 45, 50, 51.

El objetivo de Sylvester era llevar el vínculo de Peaucellier a la atención del mundo de habla inglesa, como Chebyshev le había llamado la atención durante una visita reciente del ruso a Inglaterra, y dar a sus oyentes una idea de la inmensidad de el campo que vio abierto por el descubrimiento del soldado francés. [45]

[45] Silvestre, op. cit. (nota a pie de página 41), pág. 183 Naturaleza, 13 de noviembre de 1873, vol. 9, pág. 33.

`` El perfecto movimiento paralelo de Peaucellier parece tan simple '', observó, `` y se mueve tan fácilmente que la gente que lo ve en funcionamiento expresa casi universalmente su asombro por haber esperado tanto tiempo para ser descubierto ''. Pero esa no fue su reacción en absoluto. Mientras más uno reflexiona sobre el problema, continuó Sylvester, él "se pregunta más que nunca se descubrió, y no puede ver ninguna razón por la que debería haber sido descubierto en los próximos cien años". Visto a priori no había nada que lo condujera. No tiene la más remota analogía (excepto en el hecho de un doble centrado) con el movimiento paralelo de Watt o cualquiera de sus descendientes ". [46]

[46] Silvestre, op. cit. (nota a pie de página 41), pág. 181.

Hay que señalar, al menos entre paréntesis, que James Watt no sólo había tenido que resolver el problema lo mejor que pudo, sino que no tenía ni idea, en lo que respecta a la experiencia, de que existía un problema solucionable.

Sylvester interrumpió su panegírico el tiempo suficiente para enumerar algunos de los resultados prácticos del vínculo Peaucellier. Dijo que el señor Penrose, el eminente arquitecto y agrimensor de la catedral de St. Paul, había `` instalado una bomba doméstica que funcionaba con una celda negativa de Peaucellier, para gran asombro del plomero empleado, que apenas podía creer sus sentidos cuando vio el cabestrillo unido al vástago del pistón se mueve en una verdadera línea vertical, en lugar de tambalearse como de costumbre de lado a lado. '' Sylvester no pudo ver ninguna razón '' por qué el movimiento paralelo perfecto no debería emplearse con la misma ventaja en la construcción de agua ordinaria. armarios. & quot; El varillaje iba a ser empleado por & quot; cota caballero de fortuna & quot; en un motor marino para su yate, y se hablaba de usarlo para guiar un v & aacute; mara de pist & oacute; n & quot; en ciertas maquinarias conectadas con alg & uacute; n nuevo aparato para la ventilaci & oacute; ny filtraci & oacute; n del aire. de las casas del parlamento. excepcionalmente silencioso en su funcionamiento (fig. 25). [47] Un poco en el lado ridículo, también, fue el enlace de 78 barras de Sylvester que trazó una línea recta a lo largo de la línea que conecta los dos centros fijos del enlace. [48]

[48] ​​Kempe, op. cit. (nota 21 a pie de página), pág. 17.

Figura 25.— Sr. Motor de soplado de Prim utilizado para ventilar la Cámara de los Comunes, 1877. La cruceta de la bomba de aire recíproca está guiada por un enlace Peaucillier que se muestra en el centro. Los cilindros de aire revestidos de pizarra tenían válvulas de admisión y escape de aleta de goma y un pistón cuya periferia estaba formada por dos filas de cerdas de cepillo. La máquina de Prim estaba impulsada por una máquina de vapor. Fotografía del Museo de Ciencias de Londres.

Antes de descartar con una sonrisa las ideas pintorescas de nuestros antepasados ​​victorianos, sin embargo, es bueno preguntar, 88 años después, si algún trabajo bastante elaborado sobre la síntesis de los mecanismos de línea recta sobre la síntesis de los mecanismos de línea recta es más pertinente, cuando el objetivo principal parece ser el movimiento de un indicador en un dial de radio "agradable, expandido" (es decir, aplastado). [49]

[49] Diseno de la maquina, Diciembre de 1954, vol. 26, pág. 210.

Pero el profesor Sylvester estaba más interesado, en realidad, en las posibilidades matemáticas del vínculo Peaucellier, como sin duda lo están nuestros investigadores modernos. Mediante una combinación de los mecanismos de Peaucellier, ya había ideado extractores de raíz cuadrada y raíz cúbica, un trisector de ángulo y un extractor de raíz cuadrático-binomial, y no veía límites para las capacidades de cálculo de los vínculos aún no descubiertos. [50]

[50] Silvestre, op. cit. (nota a pie de página 41), pág. 191.

Sylvester recordó con cariño, en una nota a pie de página de su conferencia, su experiencia con un pequeño modelo mecánico del vínculo Peaucellier en una cena anterior del Club Filosófico de la Royal Society. El modelo Peaucellier había sido recibido por los integrantes con vivaces expresiones de admiración & quot; cuando lo trajeron con el postre, para ser visto por ellos después de la cena, como es la loable costumbre entre los integrantes de ese eminente cuerpo de darse a conocer las últimas novedades. novedades científicas ''. Y Sylvester nunca olvidaría la reacción de su brillante amigo Sir William Thomson (más tarde Lord Kelvin) al recibir el mismo modelo en el Athenaeum Club. Después de que Sir William lo hubiera operado durante un tiempo, Sylvester alcanzó el modelo, pero fue rechazado por la exclamación "¡No!" No he tenido suficiente, es la cosa más hermosa que he visto en mi vida ". [51]

Las secuelas de la actuación del profesor Sylvester en la Royal Institution causaron un gran entusiasmo entre una sociedad limitada de matemáticos interesados. Varios autores de artículos para revistas científicas sugirieron muchas alternativas al vínculo en línea recta de Peaucellier. [52]

[52] Para un resumen de desarrollos y referencias, ver Kempe, op. cit. (nota al pie 21), págs. 49-51. Dos de los enlaces en línea recta exactos de seis enlaces de Hart a los que se refiere Kempe se ilustran en Henry M. Cundy y A. P. Rollett, Modelos matemáticos, Oxford, Oxford University Press, 1952, págs. 204-205. El vínculo de Peaucellier fue de ocho vínculos.

En el verano de 1876, después de que Sylvester partiera de Inglaterra para ocupar su puesto de profesor de matemáticas en la nueva Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Alfred Bray Kempe, un joven abogado que se dedicaba a las matemáticas como pasatiempo, entregó en el South Kensington Museum de Londres. una conferencia con el provocativo título "Cómo dibujar una línea recta". [53]

[53] Kempe, op. cit. (nota 21 a pie de página), pág. 26.

Para justificar el vínculo de Peaucellier, Kempe elaboró ​​el punto de que se podía generar un círculo perfecto por medio de una barra pivotante y un lápiz, mientras que la generación de una línea recta era más difícil, si no imposible, hasta que llegó el capitán Peaucellier. Se podía trazar una línea recta a lo largo de una regla, pero ¿cómo se podía determinar si la regla era recta? No debilitó su argumento sugiriendo la posibilidad obvia de usar un trozo de cuerda. Kempe había colaborado con Sylvester en la búsqueda de los primeros pensamientos de este último sobre el tema, y ​​un resultado, que en mi opinión ejemplifica la dirección general de su pensamiento, fue el "movimiento paralelo" de Sylvester-Kempe (figura 26).

Figura 26. — Enlace de traslación de Sylvester-Kempe, 1877. Las placas superior e inferior permanecen paralelas y equidistantes. Desde A. B. Kempe, Cómo dibujar una línea recta (Londres, 1877, pág.37).

Figura 27. — Gaspard Monge (1746-1818), profesor de matemáticas en la Ecole Polytechnique desde 1794 y fundador de la disciplina académica de cinemática de máquinas, De Livre du Centenaire, 1794-1894, Ecole Polytechnique (París, 1895, vol. 1, frontispicio).

Sin embargo, a pesar de lo entusiasta que estaba Kempe, inyectó una nota de disculpa en su conferencia. "No creo que se pueda dudar de que estos resultados son valiosos", dijo, "aunque bien puede ser que su gran belleza haya llevado a algunos a atribuirles una importancia que en realidad no poseen. "Continuó diciendo que 50 años antes, antes de las grandes mejoras en la producción de superficies planas verdaderas, los mecanismos de línea recta habrían sido más importantes que en 1876, pero agregó que" las vinculaciones no han tenido en la actualidad, creo, se han presentado lo suficiente ante el mecánico como para permitirnos decir qué valor se les debe asignar realmente ". [54]

[54] Ibídem.,, págs. 6-7. No he investigado el tema de los vínculos afines (los vínculos de Watt y Evans son afines) porque el teorema de Roberts-Chebyshev escapó a mi búsqueda anterior, ya que aparentemente había escapado a la mayoría de los demás hasta 1958. Ver RS ​​Hartenberg y J. Denavit, & quot The Fecund Four -Bar & quot Transacciones de la Quinta Conferencia sobre Mecanismos, Cleveland, Penton Publishing Company, 1958, págs. 194-206, reimpreso en Diseno de la maquina, 16 de abril de 1959, vol. 31, págs. 149-152. Véase también A. E. R. de Jonge, `` La correlación de dispositivos de movimiento en línea recta de cuatro barras con bisagras por medio del teorema de Roberts y una nueva prueba del último '', Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York, 18 de marzo de 1960, vol. 84, art. 3, págs. 75-145 (publicado por separado).

Fue durante este mismo verano de 1876, en la Exposición de Préstamo de Aparatos Científicos en el Museo de South Kensington, que la obra de Franz Reuleaux, que iba a tener una influencia importante y duradera en la cinemática de todas partes, se presentó por primera vez a los ingenieros ingleses. Unos 300 materiales didácticos bellamente construidos, conocidos como modelos cinemáticos de Berlín, fueron prestados a la exposición por la Real Escuela Industrial de Berlín, de la que Reuleaux era el director. Estos modelos fueron utilizados por el profesor Alexander B. W. Kennedy del University College de Londres para ayudar a explicar la nueva y revolucionaria teoría de las máquinas de Reuleaux. [55]

[55] Alexander B. W. Kennedy, & quotLos modelos cinemáticos de Berlín & quot Ingenieria, 15 de septiembre de 1876, vol. 22, págs. 239-240.

Eruditos y Máquinas

Cuando, en 1829, André-Marie Ampère (1775-1836) fue llamado a preparar un curso de física teórica y experimental para el Collège de France, primero se dedicó a determinar los límites del campo de la física. Este ejercicio sugirió a su intelecto amplio no solo la definición de física sino la clasificación de todo el conocimiento humano. Preparó su esquema de clasificación, lo probó con sus estudiantes de física, lo encontró incompleto, regresó a su estudio y finalmente produjo un trabajo en dos volúmenes en el que el campo de la cinemática se marcó primero para que todos lo vieran y lo consideraran. [56] Sólo se pudieron dedicar unas pocas líneas a una rama tan especializada como la cinemática, pero Ampère logró captar la idea central del tema.

[56] André-Marie Ampère, Essai sur la philosophie des sciences, une exposición analítica de una clasificación naturelle de toutes les connaissances humaines, 2 vols., París, 1838 (para el origen del proyecto, ver vol. 1, pp. V, xv).

Cinématique (de la palabra griega para movimiento) era, según Ampère, la ciencia "en la que los movimientos se consideran en sí mismos [independientes de las fuerzas que los producen], tal como los observamos en los cuerpos sólidos que nos rodean, y especialmente en los ensamblajes llamadas máquinas. "[57] La ​​cinemática, como pronto se conoció el estudio en inglés, [58] era una de las dos ramas de la mecánica elemental, siendo la otra la estática.

[58] Willis (op. cit. nota al pie 21) adoptó la palabra "cinemática", y esta anglicización se convirtió posteriormente en el término estándar para esta rama de la mecánica.

En su definición de cinemática, Ampère declaró lo que la facultad de matemáticas de la Ecole Polytechnique, en París, había estado buscando desde la apertura de la escuela unos 40 años antes. El estudio de los mecanismos como disciplina intelectual sin duda tuvo su origen en la margen izquierda del Sena, en esta escuela engendrada, como sugiere un historiador francés, [[59] por el gran Enciclopedia de Diderot y d'Alembert.

[59] G. Pinet, Histoire de l'Ecole Polytechnique, París, 1887, págs. Viii-ix. En su próximo libro sobre síntesis cinemática, R. S. Hartenberg y J. Denavit rastrearán las ideas germinales de Jacob Leupold y Leonhard Euler del siglo XVIII.

Debido a que la Ecole Polytechnique tuvo una influencia de gran alcance sobre el punto de vista desde el cual los estudiosos contemplaron los mecanismos durante casi un siglo después de la época de Watt, y los compiladores de diccionarios de movimientos mecánicos durante un tiempo aún más prolongado, es una buena idea. para mirar por un momento el trabajo inicial que se hizo allí. Si uno está interesado en los orígenes, podría resultarle provechoso investigar la escuela militar en la antigua ciudad de Mézières, a unas 150 millas al noreste de París. Fue aquí donde Lazare Carnot, uno de los principales fundadores de la Ecole Polytechnique, publicó en 1783 su ensayo sobre las máquinas, [60] que se ocupaba, entre otras cosas, de mostrar la imposibilidad del "movimiento perpetuo" y fue desde Mézières donde Gaspard Monge y Jean Hachette [61] vinieron a París para elaborar el sistema de clasificación de mecanismos que se ha llegado a asociar con los nombres de Lanz y Bétancourt.

[60] Lazare N. M. Carnot, Essai sur les machines en général, Mézières, 1783 (publicado más tarde como Principes fondamentaux de l'equilibre et du mouvement, París, 1803).

[61] Los avisos biográficos de Monge y Hachette aparecen en Enciclopedia Británica, ed. 11. Ver también L'Ecole Polytechnique, Livre du Centenaire, París, 1895, vol. 1, pág. 11ff.

Gaspard Monge (1746-1818), quien mientras era dibujante en Mézières originó los métodos de la geometría descriptiva, llegó a la Ecole Polytechnique como profesor de matemáticas tras su fundación en 1794, el segundo año de la República Francesa. Según Jean Nicolas Pierre Hachette (1769-1834), que era menor de Monge en el departamento de geometría descriptiva, Monge planeaba dar un curso de dos meses dedicado a los elementos de las máquinas. Sin embargo, apenas había puesto en marcha su departamento, Monge se involucró en la ambiciosa misión científica de Napoleón a Egipto y, despidiéndose de su familia y sus estudiantes, se embarcó hacia las costas lejanas.

`` Al quedar a cargo '', escribió Hachette, `` preparé el curso del que Monge había dado solo la primera idea, y continué el estudio de las máquinas para analizarlas y clasificarlas, y relacionar los principios geométricos y mecánicos con su construcción ''. Los cambios en el plan de estudios retrasaron la introducción del curso hasta 1806, y no fue hasta 1811 cuando su libro de texto estuvo listo, pero el esquema de sus ideas se presentó a sus clases en forma de tabla (fig. 28). Esta tabla fue la primera de las tablas sinópticas de movimientos mecánicos ampliamente populares. [62]

[62] Jean N. P. Hachette, Traité élémentaire des machines, París, 1811, pág. v.

Figura 28. — Cuadro sinóptico de mecanismos elementales de Hachette, 1808. Este fue el primero de muchos cuadros de movimientos mecánicos que gozaron de gran popularidad durante más de 100 años.

De Jean N. P. Hachette, Traité Élémentaire des Machines (París, 1811, lámina 1).

Hachette clasificó todos los mecanismos considerando la conversión de un movimiento en otro. Sus movimientos elementales eran circulares continuos, circulares alternos, rectilíneos continuos y rectilíneos alternos. Combinando un movimiento con otro —por ejemplo, un pedal y una manivela convertidos en movimiento circular alterno en circular continuo— ideó un sistema que proporcionaba un marco de referencia para el estudio de los mecanismos. En la Academia Militar de Estados Unidos en West Point, el tratado de Hachette, en francés original, se usó como libro de texto en 1824, y quizás antes. [63]

[63] Este trabajo fue uno de los libros enviados por Sylvanus Thayer cuando visitó Francia en 1816 para observar la educación de los cadetes del ejército francés. La visita de Thayer resultó en su adopción de la filosofía de la Ecole Polytechnique en su reorganización de la Academia Militar de los Estados Unidos y, de paso, en su inclusión del curso de Hachette en el plan de estudios de la Academia (Congreso de los Estados Unidos, Documentos del Estado Americano, Washington, 1832-1861, Clase v, Asuntos militares, vol. 2, pág. 661: Sidney Forman, Punto Oeste, Nueva York, 1950, págs. 36-60). Hay una colección de artículos varios (indexados bajo Sylvanus Thayer y William McRee, Archivos Nacionales de EE. UU., RG 77, Oficina, Jefe de Ingenieros, Casillas 1 y 6) pertenecientes a la Academia Militar de EE. UU. De este período, pero no encontré ninguna mención de cinemática en esta colección.

Lanz y Bétancourt, académicos españoles de la Ecole Polytechnique, taparon algunas de las lagunas en el sistema de Hachette agregando movimiento curvilíneo continuo y alterno, que duplicó el número de combinaciones a tratar, pero el avance de su trabajo sobre el de Hachette fue uno. de grado más que de tipo. [64]

[64] Phillipe Louis Lanz y Augustin de Bétancourt, Essai sur la composicion des machines, París, 1808. El diagrama de Hachette y un esquema de su curso elemental sobre máquinas están encuadernados con la copia de la obra de Lanz y Bétancourt de la Biblioteca de la Universidad de Princeton. Esta copia probablemente representa el primer libro de texto de cinemática. Bétancourt nació en 1760 en Teneriffe, asistió a la escuela militar de Madrid y se convirtió en inspector general de carreteras y canales españoles. Estuvo en Inglaterra antes de 1789, aprendiendo a construir motores Watt, e introdujo los motores en París en 1790 (ver Farey, op. cit.,, pag. 655). Entró al servicio ruso en 1808 y murió en San Petersburgo en 1826 (J. C. Poggendorff, Biographisches-literarisches Handwörterbuch für Mathematik. , Leipzig, 1863, vol. 1.

Figura 29. — Robert Willis (1800-1875), profesor Jacksonian, Universidad de Cambridge y autor de Principios del mecanismo, uno de los libros de referencia en el desarrollo de la cinemática de mecanismos. Foto cortesía de Gonville and Caius College, Universidad de Cambridge.

Giuseppe Antonio Borgnis, "ingeniero italiano y miembro de muchas academias" y profesor de mecánica en la Universidad de Pavía en Italia, en su monumental obra de nueve volúmenes Traité complet de méchanique appliquée aux arts, provocó una bifurcación de la estructura construida sobre la base de clasificación de Hachette cuando introdujo seis órdenes de elementos de máquina y los subdividió en clases y especies. Sus seis órdenes fueron récepteurs (receptores de movimiento del motor principal), comunicadores, modificados (modificadores de velocidad), apoyos (por ejemplo, cojinetes), reguladores (por ejemplo, gobernadores), y operadores, que produjo el efecto final. [sesenta y cinco]

[65] Giuseppe Antonio Borgnis, Théorie de la mécanique usuelle en Traité complet de mécanique appliquée aux arts, París, 1818, vol. 1, págs. Xiv-xvi.

El genial Gaspard-Gustave de Coriolis (1792-1843) —recordado principalmente por un artículo de una docena de páginas en el que se explica la naturaleza de la aceleración que lleva su nombre [66] - fue otro egresado de la Ecole Polytechnique que escribió sobre el tema de las máquinas . Su libro, [67] publicado en 1829, fue provocado por su reconocimiento de que el diseñador de máquinas necesitaba más conocimientos de los que probablemente le proporcionaría su trabajo de pregrado en la Ecole Polytechnique. Aunque adoptó una parte del enfoque de Borgnis, adoptó récepteurs, comunicadores, y operadoresCoriolis indicó por el título de su libro que estaba más preocupado por las fuerzas que por los desplazamientos relativos. Sin embargo, el atractivo y simple esquema de tres elementos de Coriolis quedó bien fijado en el pensamiento francés. [68]

[66] Gaspard-Gustave de Coriolis, & quotMemoire sur les ecations du mouvement relatif des systèmes de corps & quot Journal de l'Ecole Polytechnique, 1835, vol. 15, págs. 142-154.

[67] Gaspard-Gustave de Coriolis, De Calcul de l'effet des machines, París, 1829. En este libro, Coriolis propuso la ecuación ahora generalmente aceptada, trabajo = fuerza × distancia (págs. Iii, 2).

[68] El renombrado Jean Victor Poncelet dio peso a este plan. (Ver Franz Reuleaux, Theoretische Kinematik: Grundzüge einer Theorie des Maschinenwesens, Braunschweig, 1875, traducido por Alexander B. W. Kennedy como La cinemática de la maquinaria: esbozos de una teoría de las máquinas, Londres, 1876, págs. 11, 487. He utilizado la traducción de Kennedy en las referencias de Reuleaux a lo largo de este trabajo.)

Michel Chasles (1793-1880), otro graduado de la Ecole Polytechnique, aportó algunas ideas incisivas en sus artículos sobre centros instantáneos [69] publicados durante la década de 1830, pero su tremenda importancia en el análisis cinemático no fue reconocida hasta mucho más tarde.

[69] El centro instantáneo probablemente fue reconocido por primera vez por Jean Bernoulli (1667-1748) en su & quot De Centro Spontaneo Rotationis & quot (Johannis Bernoulli. Opera Omnia. , Lausana, 1742, vol. 4, pág. 265ff.).

Figura 30. — Franz Reuleaux (1829-1905). Su Theoretische Kinematik, publicado en 1875, proporcionó la base para el análisis cinemático moderno. Foto cortesía del Deutsches Museum, Munich.

Actuando sobre la clara exposición de Ampère del ámbito de la cinemática y excluyendo, como había hecho Ampère, la consideración de fuerzas, un inglés, Robert Willis, dio el siguiente paso de gigante en el análisis de los mecanismos. Willis tenía 37 años en 1837 cuando fue nombrado profesor de filosofía natural y experimental en Cambridge. En el mismo año, el profesor Willis, un hombre de energía e industria prodigiosas y una autoridad en arqueología e historia de la arquitectura, así como en mecanismos, leyó su importante artículo "Sobre los dientes de las ruedas" ante la Institución de Ingenieros Civiles [[70] y comenzó en Cambridge sus conferencias sobre cinemática de mecanismos que culminaron en su libro de 1841 Principios del mecanismo. [71]

[70] Robert Willis, "Sobre los dientes de las ruedas", Transacciones de la Institución de Ingenieros Civiles de Londres, 1838, vol. 2, págs. 89-112.

[71] Willis, op. cit. (nota 21 a pie de página). Gracias a la amabilidad de su propietario (el Sr. Warren G. Ogden de North Andover, Massachusetts), he tenido acceso a la propia copia de Willis de su edición de 1841 de Principios del mecanismo. El libro está intercalado y contiene notas hechas por Willis de vez en cuando hasta al menos 1870, cuando se publicó la segunda edición. Correcciones, enmiendas, anotaciones de algunas de sus fuentes (por ejemplo, la vinculación de De Voglie mencionada en la nota 35 al pie de página anterior), notas para él mismo para & quot; examinar el caso general & quot; & quot; & quot; examinar las formas modernas & quot; de los dispositivos de línea recta se intercalan con referencias a autores que había tomado prestado de su trabajo sin reconocimiento. Willis escribe sobre un autor indignado: "Ignora mi trabajo".

A Willis le pareció claro que el problema de idear un mecanismo para un propósito dado debería ser atacado sistemáticamente, quizás matemáticamente, con el fin de determinar `` todas las formas y disposiciones que son aplicables al propósito deseado '', de las cuales el diseñador podría seleccionar el combinación más simple o más adecuada. `` En la actualidad '', escribió, `` preguntas de este tipo solo pueden ser resueltas por esa especie de intuición que la familiaridad prolongada con un tema generalmente confiere a las personas experimentadas, pero que son totalmente incapaces de comunicar a los demás ''.

Al analizar el proceso por el cual se diseñó una máquina, Willis observó: `` Cuando la mente de un mecánico está ocupada con la invención de una máquina, debe esperar hasta que, en medio de sus meditaciones, se le presente una feliz combinación que puede responder a su propósito ''. Aventuró la opinión de que en esta etapa del proceso de diseño `` los movimientos de la máquina son el tema principal de contemplación, más que las fuerzas que se le aplican o el trabajo que tiene que hacer ''. dispuestos a adoptar sin reservas la visión de Ampère sobre la cinemática y, si es posible, a hacer que la ciencia sea útil para los ingenieros estableciendo principios que podrían aplicarse sin tener que encajar el problema en cuestión en el marco de los sistemas de clasificación y descripción que se habían ido antes de. Evaluó el "sistema celebrado" de Lanz y Bétancourt como "un arreglo de cuotas meramente popular, a pesar de la aparente simplicidad científica del esquema". Rechazó este esquema porque "no se ha hecho ningún intento de someter las mociones a cálculo, o de reducir estas leyes a fórmulas generales". para lo cual de hecho el sistema es totalmente inadecuado. ''

Willis pensó que Borgnis había hecho un mejor trabajo al describir realmente la maquinaria, con sus `` órdenes '' basados ​​en las funciones de los elementos de la máquina o los mecanismos dentro de la máquina, pero nuevamente no se sugirió ningún medio por el cual la cinemática de los mecanismos pudiera investigarse sistemáticamente.

Aunque Willis comenzó su tratado con otra "tabla quotsinóptica de las combinaciones elementales de mecanismo puro", su punto de vista pasó rápidamente de la descripción al análisis. Fue consecuente en su búsqueda de métodos analíticos para el "mecanismo puro", evitando cualquier excursión al reino de las fuerzas y velocidades absolutas. Comprendió el importante concepto de los desplazamientos relativos de los elementos de la máquina y basó su tratamiento en "las proporciones y relaciones entre las velocidades y direcciones de las piezas, y no en sus movimientos reales y separados". [72]

No es de extrañar que no haya logrado desarrollar las "fórmulas" que permitirían al estudiante determinar "todas las formas y arreglos que son aplicables al propósito deseado", que no presentó un enfoque racional de la síntesis. Más de un siglo después, todavía estamos mordisqueando los márgenes del problema. Willis, sin embargo, le dio al lector reflexivo un vistazo de la herramienta más poderosa para la síntesis cinemática que se ha ideado hasta ahora, a saber, el análisis cinemático, en el que el argumento se limita a los desplazamientos relativos de puntos en los enlaces de un mecanismo, y a través del cual el diseñador puede captar la naturaleza de los medios a su disposición para la solución de cualquier problema particular.

Como señaló Reuleaux una generación más tarde, había mucho en el libro del profesor Willis que estaba mal, pero era un trabajo original y reflexivo que se apartaba en espíritu, si no siempre en método, de sus predecesores. Principios del mecanismo fue un hito destacado en el camino hacia una disciplina racional de la cinemática de máquinas.

Un ingeniero fenomenal del siglo XIX fue el profesor escocés de ingeniería civil en la Universidad de Glasgow, William John MacQuorn Rankine. Aunque estuvo en la Universidad sólo 17 años —murió a los 52 años, en 1872—, produjo durante ese tiempo cuatro gruesos manuales sobre temas tan diversos como ingeniería civil, construcción naval, termodinámica y maquinaria y molinos. trabajo, además de literalmente cientos de artículos, artículos y notas para revistas científicas y la prensa técnica. Dotado de una energía aparentemente ilimitada, encontró tiempo en sus estudios para comandar un batallón de fusileros voluntarios y componer y cantar canciones cómicas y patrióticas. Sus manuales, a menudo utilizados como libros de texto, se distribuyeron ampliamente y pasaron por muchas ediciones. El trabajo de Rankine tuvo un efecto profundo en la práctica de la ingeniería al establecer principios en una forma que podrían comprender las personas que estaban consternadas por el tratamiento que generalmente se encuentra en las revistas científicas.

Cuando el libro de Rankine titulado Un manual de maquinaria y carpintería fue publicado en 1869, un revisor lo caracterizó con precisión como `` lidiando con la principios de maquinaria y fábricas, y como tal es completamente diferente de [otras obras sobre el mismo tema] que tratan más de las aplicaciones prácticas de tales principios que de los principios mismos ". [73]

[73] Ingenieria, Londres, 13 de agosto de 1869, vol. 8, pág. 111.

Rankine tomó prestado lo que parecía útil de Willis Principios del mecanismo y de otras fuentes. Su tratamiento de la cinemática no fue tan razonado como los tratados posteriores de Reuleaux y Kennedy, que se considerarán más adelante. Sin embargo, Rankine mostró por primera vez la utilidad de los centros instantáneos en el análisis de la velocidad, aunque solo hizo uso de los centros instantáneos que implican el enlace fijo de un enlace. Como otros antes que él, consideraba el eslabón fijo de un mecanismo como algo bastante diferente de los eslabones móviles, y no percibía las posibilidades que se abrían al determinar el centro instantáneo de dos eslabones móviles.

Durante el tercio medio del siglo se publicaron muchos otros libros sobre mecanismos, pero ninguno de ellos tuvo una influencia perceptible en el avance de las ideas cinemáticas. [74] En la década de 1860, el centro de investigación se había trasladado de Francia a Alemania. Sólo por parte de personas dispersas en Inglaterra, Italia y Francia hubo alguna impaciencia con la comprensión general bien establecida del arte de la construcción de máquinas.

[74] Reuleaux hace referencia a varios de estos libros, op. cit. (nota 68 al pie de página), págs. 12-16.

En Alemania, por otro lado, hubo un aumento de la actividad industrial que atrajo a algunos hombres muy capaces a los problemas de cómo deberían construirse las máquinas. Entre los primeros se encontraba Ferdinand Redtenbacher (1809-1863), profesor de ingeniería mecánica en la escuela politécnica de Karlsruhe, no lejos de Heidelberg. Redtenbacher, aunque desesperaba de la posibilidad de encontrar un "sistema verdadero en el que basar el estudio de los mecanismos", fue sin embargo un factor en el desarrollo de tal sistema. Tuvo al joven Franz Reuleaux en sus clases durante dos años, a partir de 1850. Durante ese tiempo, la imponente presencia del anciano, su habilidad como conferenciante y su contagiosa impaciencia con el orden existente influyeron en Reuleaux para seguir el rastro del erudito que lo llevó a la eminencia. como una autoridad de primer rango. [75]

[75] Véase Carl Weihe, & quotFranz Reuleaux und die Grundlagen seiner Kinematik & quot, Deutsches Museum, Múnich, Abhandlung und Berichte, 1942, pág. 2 Friedrich Klemm, Técnica: Eine Geschichte ihrer Probleme, Friburgo y Munich, Verlag Karl Alber, 1954, traducido por Dorothea W. Singer como Una historia de la tecnología occidental, Nueva York, Charles Scribner's Sons, 1959, pág. 317.

Antes de los 25 años, Franz Reuleaux publicó, en colaboración con un compañero de clase, un libro de texto cuyo título traducido sería Lecciones constructivas para el taller de máquinas. [76] Sus varios años en el taller, antes y después de caer bajo la influencia de Redtenbacher, le dieron a sus obras un sabor práctico, sencillo y directo. Según un observador, el libro de Reuleaux exhibió un reconocimiento de cuotas de las afirmaciones de la práctica, como que los ingleses generalmente no asocian con los escritos de un profesor científico alemán ". [77]

[76] Ver Weihe, op. cit. (nota a pie de página 75), pág. 3 Hans Zopke, & quotProfesor Franz Reuleaux & quot Revista de Cassier, Diciembre de 1896, vol. 11, págs.133-139 Transacciones de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos, 1904-1905, vol. 26, págs. 813-817.

[77] Ingenieria, Londres, 8 de septiembre de 1876, vol. 22, pág. 197.

Las ideas originales de Reuleaux sobre la cinemática, que son responsables de la forma en que vemos los mecanismos en la actualidad, se formaron lo suficiente en 1864 como para que él disertara sobre ellas. [78] A partir de 1871, publicó sus hallazgos en serie en la publicación de la Verein zur Beförderung des Gewerbefleisses en Preussen (Sociedad para el Avance de la Industria en Prusia), de la que fue editor. En 1875, estos artículos se reunieron en el libro que estableció su fama:Theoretische Kinematik. [79]

[78] A. E. Richard de Jonge, "¿Qué hay de malo en la cinemática y los mecanismos?" Ingeniería Mecánica, Abril de 1942, vol. 64, págs.273-278 (los comentarios sobre este documento se encuentran en Ingeniería Mecánica, Octubre de 1942, vol. 64, págs.744-751) Zopke, op. cit. (nota a pie de página 76), pág. 135.

[79] Reuleaux, op. cit. (nota 68 a pie de página). Este no fue el último de los libros de Reuleaux. De Jonge analiza su trilogía sobre cinemática y diseño de máquinas, op. cit. (nota 78 a pie de página).

En la introducción de este libro, Reuleaux escribió:

En el desarrollo de toda ciencia exacta, su sustancia tiene
crecido lo suficiente para hacer posible la generalización, hay un tiempo
cuando una serie de cambios lo aclaran. Esta vez tiene
ciertamente llegó por la ciencia de la cinemática. El número de
mecanismos ha crecido casi sin medida, y el número de formas
en el que se aplican nada menos. Se ha vuelto absolutamente
imposible aún sostener el hilo que puede conducir de alguna manera
a través de este laberinto por los métodos existentes. [80]

[80] Reuleaux, op. cit. (nota 68 a pie de página), pág. 23.

La confianza de Reuleaux de que sería su propio trabajo el que sacaría el orden de la confusión estaba bien fundada. Su libro ya había sido traducido al italiano y estaba siendo traducido al francés cuando, solo un año después de su publicación, fue presentado por el profesor Alexander B. W. Kennedy en traducción al inglés. [81]

El libro fue revisado con entusiasmo por el semanario londinense Ingenieria, [82] y fue avisado con bastante antelación por la revista rival, El ingeniero. El editor de El ingeniero Pensó que el mecánico encontraría en él muchas ideas nuevas, que se le "enseñaría a detectar semejanzas ocultas hasta ese momento, y que tendría que desprenderse, quizás de mala gana, de muchas de sus viejas nociones". , & quotque él [el mecánico] reconocería de repente en la 'notación cinemática', 'análisis' y 'síntesis' del profesor Reuleaux, la necesidad sentida desde hace mucho tiempo de su existencia profesional que no creemos ni por un momento. '[83] De hecho, las ideas frescas y nítidas de Reuleaux se vieron algo empañadas por una presentación larga (600 páginas) y su notación cinemática, que requirió otro intento de clasificación, no simplificó la presentación de ideas radicalmente nuevas. [84]

[82] Ingenieria, loc. cit. (nota 77 a pie de página).

[83] El ingeniero, Londres, 30 de marzo y 13 de abril de 1877, vol. 43, págs. 211-212, 247-248.

[84] Es quizás significativo que el primer artículo de la Primera Conferencia sobre Mecanismos en la Universidad de Purdue fuera & quotMechanisms and Their Classification & quot de Allen S. Hall, que apareció en Diseno de la maquina, Diciembre de 1953, vol. 25, págs. 174-180. El lugar de la clasificación en la síntesis cinemática se sugiere en & quotTrends in Kinematics of Mechanisms & quot de Ferdinand Freudenstein. Reseñas de Applied Mechanics, Septiembre de 1959, vol. 12, págs. 587-590.

Figura 31. — Alexander Blackie William Kennedy (1847-1928), traductor de Reuleaux ' Theoretische Kinematik y descubridor de la "Ley de los tres centros" de Kennedy. Acta de Actas de la Institución de Ingenieros Civiles (1907, vol. 167, frontispicio).

Sin embargo, ningún autor anterior había visto el problema del análisis cinemático con tanta claridad o había introducido tantas cosas frescas, nuevas y de valor duradero.

Reuleaux fue el primero en enunciar el concepto de par por su concepto de expansión de pares fue capaz de mostrar similitudes en mecanismos que no tenían relación aparente. Fue el primero en reconocer que el eslabón fijo de un mecanismo era cinemáticamente el mismo que los eslabones móviles. Esto lo llevó a la importante noción de inversión de vínculos, fijando sucesivamente los diversos vínculos y cambiando así la función del mecanismo. Dedicó 40 páginas a mostrar, con obvio deleite, la identidad cinemática de un diseño tras otro de máquinas de vapor rotativas, demoliendo para siempre las entrañables esperanzas de inventores ingeniosos pero mal informados que piensan que las mejoras y avances en el diseño de mecanismos consisten en la contorsión. y complejidad.

El capítulo sobre síntesis era igualmente fresco, pero consistía en una discusión, no en un sistema, y ​​Reuleaux enfatizó la idea que he mencionado anteriormente en relación con el libro de Willis, que la síntesis será exitosa en proporción a la comprensión y apreciación del análisis por parte del diseñador. .Reuleaux trató de poner al diseñador en el camino correcto mostrándole claramente `` la simplicidad esencial de los medios con los que tenemos que trabajar '' y demostrándole que las muchas cosas que hay que hacer se pueden hacer con muy pocos medios, y que los principios subyacentes a todos ellos se encuentran claramente ante nosotros ". [85]

[85] Reuleaux, op. cit. (nota 68 a pie de página), pág. 582.

Sir Alexander Blackie William Kennedy (1847-1928) y Robert Henry Smith (1852-1916) tuvieron que añadir a la obra de Reuleaux los elementos que darían al análisis cinemático esencialmente su forma moderna.

Kennedy, el traductor del libro de Reuleaux, se convirtió en profesor de ingeniería en el University College de Londres en 1874 y, finalmente, se desempeñó como presidente tanto de la Institución de Ingenieros Mecánicos como de la Institución de Ingenieros Civiles. Smith, que había enseñado en la Universidad Imperial de Japón, era profesor de ingeniería en Mason College, ahora parte de la Universidad de Birmingham, en Inglaterra.

Mientras Reuleaux había utilizado centros instantáneos casi exclusivamente para la construcción de centrodes (caminos de posiciones sucesivas de un centro instantáneo), el profesor Kennedy reconoció que los centros instantáneos podrían usarse en el análisis de velocidad. Su libro, Mecánica de Maquinaria, fue publicado en 1886 ("en parte por la presión del trabajo y en parte por mala salud, este libro aparece sólo ahora"). En él desarrolló la ley de los tres centros, ahora conocida como teorema de Kennedy. Señaló que su ley de los tres centros "fue dada por primera vez, creo, por Aronhold, aunque su publicación anterior me fue desconocida hasta algunos años después de haberla dado en mis conferencias". [86] De hecho, la ley había sido publicada por Siegfried Heinrich Aronhold (1819-1884) en su "Esquema de geometría cinemática", que apareció en 1872 junto a la serie de Reuleaux en la revista que Reuleaux editó. Al parecer, Reuleaux no percibió su significado particular en ese momento. [87]

[86] Alexander B. W. Kennedy, La mecánica de la maquinaria, ed. 3, Londres, 1898, págs. Vii, x.

[87] Siegfried Heinrich Aronhold, & quot; Esquema de geometría cinemática & quot; Verein zur Beförderung des Gewerbefleisses en Preussen, 1872, vol. 51, págs. 129-155. El teorema de Kennedy está en las páginas 137-138.

Figura 32. — Robert Henry Smith (1852-1916), creador de polígonos de velocidad y aceleración para análisis cinemático. Foto cortesía del Bibliotecario, Biblioteca de Referencia de Birmingham, Inglaterra.

Kennedy, después de localizar centros instantáneos, determinó velocidades por cálculo y aceleraciones por diferenciación gráfica de velocidades, y señaló en su prefacio que no había podido, por diversas razones, hacer uso en su libro del trabajo reciente de Smith. El profesor Kennedy al menos estaba al tanto de las ideas sorprendentemente avanzadas de Smith, que parecen haber sido generalmente ignoradas por estadounidenses e ingleses por igual.

El profesor Smith, en un artículo ante la Royal Society de Edimburgo en 1885, expuso claramente las ideas y métodos para la construcción de diagramas de velocidad y aceleración de enlaces. [88] Por primera vez, se presentaron "imágenes" de velocidad y aceleración de enlaces (fig. 33). Es lamentable que se permitiera que las ideas de Smith languidecieran durante tanto tiempo.

[88] Robert H. Smith, "Un nuevo análisis gráfico de la cinemática de los mecanismos", Transacciones de la Royal Society de Edimburgo, 1882-1885, vol. 32, págs. 507-517 y pl. 82. Smith utilizó este artículo como base para un capítulo de su Gráficos o el arte de calcular dibujando líneas, Londres, 1889, págs. 144-162. En una nota a pie de página de su artículo, Smith atribuyó a Fleeming Jenkin (1833-1885) la sugerencia del término "imagen". apropiadamente llamados axoides. ”Tales declaraciones no fueron calculadas para alentar a Kennedy y Reuleaux a publicitar la fama de Smith, sin embargo, no encontré indicios de que ninguno de los dos se sintiera ofendido por las críticas. Los diagramas de velocidad y aceleración de Smith se incluyeron (aparentemente embalsamados, en lo que respecta a los ingenieros estadounidenses) en Enciclopedia Británica, ed. 11, 1910, vol. 17, págs. 1008-1009.

Figura 33. — Imagen de velocidad de Smith (las dos figuras en la parte superior) y sus diagramas de velocidad, mecanismo y aceleración, 1885. La imagen del enlace BACD se muestra como figura bacd. Las líneas Pensilvania, pb, ordenador personal, y pd son vectores de velocidad. Este método analítico novedoso, original y poderoso no se adoptó generalmente en las escuelas inglesas o estadounidenses hasta casi 50 años después de su inicio. De Transacciones de la Royal Society de Edimburgo (1882-1885, vol. 32, pl. 82).

En 1885 se habían forjado casi todas las herramientas para el análisis cinemático moderno. Sin embargo, antes de discutir los desarrollos posteriores en el análisis y la síntesis, será provechoso preguntar qué estaba haciendo el mecánico, diseñador y constructor de máquinas, mientras se dedicaba todo este esfuerzo intelectual.

Mecánicos y Mecanismos

Mientras que el proceso inductivo de reconocer y enunciar los verdaderos principios de la cinemática de los mecanismos se desarrollaba a través de tres generaciones de eruditos franceses, ingleses y finalmente alemanes, el diseño real de los mecanismos siguió adelante con escasa consideración por lo que los eruditos estaban haciendo y diciendo.

Después de la demostración de Boulton y Watt de que los grandes mecanismos se podían forjar con suficiente precisión para ser útiles, los constructores de herramientas ingleses Maudslay, Roberts, Clement, Nasmyth y Whitworth desarrollaron máquinas herramienta de tamaño y verdad cada vez mayores. El diseño de otra maquinaria se mantuvo a la par, a veces justo por detrás, a veces justo por delante de la capacidad y la capacidad de las máquinas herramienta. En general, había una creciente sofisticación de los mecanismos que solo podía explicarse mediante un aumento de la información con la que el diseñador individual podía comenzar.

Reuleaux señaló en 1875 que el `` progreso casi febril realizado en las regiones del trabajo técnico '' no era `` una consecuencia de una mayor capacidad de acción intelectual en la carrera, sino solo el perfeccionamiento y la ampliación de las herramientas con las que trabaja el intelecto ''. Estas herramientas , dijo, `` han aumentado en número al igual que los de los talleres mecánicos modernos; los hombres que los trabajan siguen siendo los mismos ''. Reuleaux continuó diciendo que la teoría y la práctica de la cinemática de la máquina se habían llevado a cabo en una existencia separada, una al lado de la otra. . '' La razón de esta falla en la aplicación de la teoría a la práctica, y viceversa, debe buscarse en los defectos de la teoría, pensó, porque `` los mecanismos mismos se han desarrollado silenciosamente en el diseño práctico de máquinas, mediante la invención y la mejora, independientemente de de si se les concedió o no un reconocimiento teórico directo y adecuado. ismos. & quot [89]

[89] Reuleaux, op. cit. (nota 68 a pie de página), pág. 8.

Es razonable, por tanto, preguntarse cuál fue la causa de la aparición de nuevos mecanismos, y luego ver qué tipo de mecanismos tuvieron su origen en este período.

Es inmediatamente evidente para un diseñador que el progreso en los mecanismos se produjo a través de la difusión del conocimiento de lo que ya se había hecho, pero los diseñadores del siglo pasado no tenían ni el tiempo libre ni los medios para visitar constantemente otros talleres, cercanos y lejanos, para observar y estudiar las últimas novedades. En el siglo XIX, como ahora, la palabra debe difundirse principalmente por la página impresa.

El gráfico de Hachette (fig. 28) había establecido el patrón para la exhibición de artilugios mecánicos en revistas prácticas y en la gran cantidad de diccionarios mecánicos que se compilaron para satisfacer una aparente demanda de tal información. Sin embargo, es un poco sorprendente descubrir cuán persistentes eran algunas de las ideas de Hachette que solo podían provenir de la capa más superficial de su cráneo. Véase, por ejemplo, su "ferry anclado" (fig. 34). Este dispositivo, empleado por Hachette para mostrar la conversión de un movimiento rectilíneo continuo en un movimiento circular alterno, apareció en una publicación tras otra a lo largo del siglo XIX. Todavía en 1903, el transbordador todavía estaba anclado en el puerto de Hiscox. Movimientos mecánicos, aunque la marea había cambiado (fig. 35). [90]

[90] Gardner D. Hiscox, ed., Movimientos mecánicos, ed. 10, Nueva York, 1903, pág. 151. El transbordador no apareció en la edición de 1917.

Figura 34. — El transbordador de Hachette de 1808, una "máquina" para convertir el movimiento rectilíneo continuo en un movimiento circular alterno. De Phillipe Louis Lanz y Augustin de Bétancourt, Essai sur la composicion des machines (París, 1808, lámina 2).

Figura 35. — Ferry de Gardner D. Hiscox, ed., Movimientos mecánicos (ed. 10, Nueva York, 1903, pág. 151).

Durante el auge del Lyceum —o instituto del trabajador— movimiento en la década de 1820, Jacob Bigelow, profesor de ciencias aplicadas en Rumford en la Universidad de Harvard, dio sus populares conferencias sobre los "Elementos de la tecnología" ante audiencias de capacidad en Boston. Al preparar su conferencia sobre los elementos de la maquinaria, Bigelow utilizó como autoridades a Hachette, Lanz y Bétancourt, y el diccionario mecánico de Olinthus Gregory, una obra inglesa en la que se copió el esquema de clasificación de Hachette y se reprodujo su cuadro. [91]

[91] Jacob Bigelow, Elementos de la tecnología, ed. 2, Boston, 1831, págs. 231-256 Olinthus Gregory, Un tratado de mecánica, 3 vols., Ed. 3, Londres, 1815.

Una traducción de la obra de Lanz y Bétancourt [92] bajo el título Ensayo analítico sobre la construcción de máquinas, fue publicado alrededor de 1820 en Londres por Rudolph Ackermann (para quien se nombró el enlace de dirección de Ackermann), y su cuadro sinóptico se reimprimió nuevamente en 1822 en Durham. [93] En los Estados Unidos, Diccionario de máquinas de Appleton [94] (1851) adoptó el mismo sistema y utilizó las mismas cifras. Aparentemente, el grabador de madera trazó directamente en su bloque las figuras de una de las reimpresiones de la tabla de Lanz y Bétancourt porque las figuras son en todos los casos imágenes exactas en espejo de los originales.

[92] Rudolph Ackermann, Ensayo analítico sobre la construcción de máquinas, Londres, alrededor de 1820, una traducción de Lanz y Bétancourt, op. cit. (nota 64 a pie de página).

[93] Thomas Fenwick, Ensayos sobre mecánica práctica, ed. 3, Durham, Inglaterra, 1822.

[94] Diccionario de Appleton de máquinas, mecánica, trabajo de motores e ingeniería, 2 vols., Nueva York, 1851 (& quotMotion & quot).

En el Diccionario de Ingeniería [95] (Londres, 1873), se redibujaron las figuras y se agregaron decenas de mecanismos al repertorio de movimientos mecánicos, el resultado fue un catálogo justo de ideas sonoras. Sin embargo, el transbordador todavía tiraba del cable del ancla. [[96] Diccionario mecánico americano de Knight, [97] un clásico de información pictórica detallada compilada por un examinador de patentes de EE. UU., Contenía más de 10,000 figuras finamente detalladas de varios tipos de dispositivos mecánicos. Knight no tenía una sección separada sobre mecanismos, pero había poca necesidad de uno de la variedad Hachette, porque todo su diccionario era un compendio enorme y fascinante de ideas para archivar en la mente sintética. Una de las razones de la popularidad y utilidad de las diversas obras pictóricas fue la capacidad peculiar de un grabado en madera o acero para transmitir información mecánica precisa, una ventaja que no poseen los procesos modernos de medios tonos.

[95] E. F. y N. Spon, Diccionario de Ingeniería, Londres 1873, págs. 2421-2452.

[97] Edward H. Knight, Diccionario mecánico americano de Knight, 3 vols., Nueva York 1874-1876.

Figura 36. — Mecanismos típicos de E. F. y N. Spon, Diccionario de Ingeniería (Londres, 1873, págs. 2426, 2478).

Muchas revistas de patentes y otras publicaciones periódicas sobre mecánica relacionadas con la mecánica estuvieron disponibles en inglés desde principios del siglo XIX, pero pocas de ellas llegaron a manos de los mecánicos estadounidenses hasta después de 1820. Oliver Evans (1755-1819) tuvo mucho que decir acerca de "las dificultades con las que trabajaba la mecánica inventiva por falta de registros publicados de lo que les había precedido y de obras de referencia para ayudar al principiante". [98] En 1817, Revisión de América del Norte también comentó sobre la escasez de libros de ingeniería en América. [99]

[98] Vendedores de George Escol en Maquinista estadounidense, 12 de julio de 1884, vol. 7, pág. 3.

[99] Revista norteamericana y revista miscelánea, 1819, nueva ser., Vol. 8, págs. 13-15, 25.

los Científico americano, que apareció en 1845 como una revista de patentes editada por el promotor de patentes Rufus Porter, llevaba casi desde el principio una columna titulada & quot; Movimientos mecánicos & quot, en la que uno o dos mecanismos, tomados de una obra inglesa que había tomado prestada de una obra francesa —Fueron ilustrados y explicados. los Artesano Americano comenzó una serie similar en 1864, y en 1868 publicó una compilación de la serie como Quinientos siete movimientos mecánicos, & citando a todos los más importantes en dinámica, hidráulica, hidrostática, neumática, máquinas de vapor. y maquinaria diversa. "[100] Esta colección pasó por muchas ediciones y fue resucitada por última vez en 1943 bajo el título Un manual de movimientos mecánicos. Esta edición de 1943 incluyó fotografías de modelos cinemáticos. [101]

[100] Henry T. Brown, ed., Quinientos siete movimientos mecánicos, Nueva York, 1868.

[101] Will M. Clark, Un manual de movimientos mecánicos, Garden City, Nueva York, 1943.

Muchos lectores ya conocen bien los tres volúmenes de Mecanismos ingeniosos para diseñadores e inventores, [102] obra resultado de un concurso, anunciado por Maquinaria (vol. 33, p. 405) en 1927, en el que se ofrecieron siete premios a los siete mejores artículos sobre ingeniosos mecanismos inéditos.

[102] Mecanismos ingeniosos para diseñadores e inventores (vols. 1 y 2 editado por F. D. Jones, vol. 3 editado por H. L. Horton), Nueva York, Industrial Press, 1930-1951.

Había una clase interesante de patentes estadounidenses llamadas "Movimientos mecánicos" que comprendía decenas de patentes emitidas a lo largo de las décadas intermedias del siglo XIX. Una muestra de estas patentes muestra que, si bien algunas eran para dispositivos utilizados en máquinas particulares, como un dispositivo de trinquete para una máquina de numeración, un índice de bloqueo para deshacer maquinaria y algunos trenes de engranajes, la gran mayoría eran para convertir el movimiento alternativo en rotativo. movimiento. Incluso un examen superficial de estas patentes revela una ausencia espantosa de sentido mecánico sólido, y muchas de ellas parecen ser intentos de "movimiento perpetuo", a pesar de una renuncia ocasional a tal intención.

Típico de muchos de estos dispositivos patentados fue un enlace para "multiplicar" el movimiento de un volante, propuesto en 1841 por Charles Johnson de Amity, Illinois (fig. 37). "No se pretende que haya una ganancia real de poder", escribió el Sr. Johnson y probablemente lo decía en serio. El propósito declarado de su conexión era aumentar la velocidad de un volante y, por lo tanto, disminuir su tamaño. [103]

[103] Patente de Estados Unidos 2295, 11 de octubre de 1841.

Figura 37. — Movimiento de conversión de Johnson, 1841. El varillaje hace que el volante dé dos revoluciones por cada carrera doble del vástago B del pistón del motor. De la patente estadounidense 2295, 11 de octubre de 1841.

Un inglés que unos años antes había inventado un "nuevo movimiento" había afirmado que su dispositivo reemplazaría a la "manivela ordinaria en las máquinas de vapor", la viga, el movimiento paralelo y el "volante externo", reduciría la fricción, neutralizaría "toda la potencia adicional en conflicto" y se marcharía. nada que pueda hacer el pistón "salvo el trabajo que se pretende realizar".

Un corresponsal de la Repertorio de invenciones de patentes hizo un breve trabajo de este dispositivo: "Difícilmente hay una afirmación que pueda ser apoyada por una prueba", escribió, y la mayoría de ellos son errores palpables. "El escritor atacó" la "rueda de impulso del escarabajo", que él [el inventor] cree que nosotros todo tan con cabeza de escarabajo, como para no percibirlo como un volante '', y concluyó con la afirmación: `` En resumen, toda la producción muestra una gran ignorancia, ya sea de la maquinaria, si el titular de la patente realmente creía lo que afirmaba, o de la humanidad, si lo creía ''. no. & quot [104]

[104] Repertorio de invenciones de patentes, ser. 3, octubre de 1828, vol. 7, págs. 196-200, y diciembre de 1828, vol. 7, págs. 357-361.

Aunque muchos de los mecanismos por los que se obtuvieron patentes fueron diseñados por personas que no harían uso de los principios involucrados, incluso si tales principios pudieran haberse establecido claramente en ese momento, es un hecho lamentable que los mecanismos inútiles a menudo obtuvieron tanto espacio como válidos en las revistas de patentes, y objeciones como la anterior eran poco frecuentes. La información sesgada así transmitida al joven mecánico, que estaba acumulando su primer repertorio cinemático, fue a veces tristemente engañosa.

Incluso a partir de este bosquejo esquemático de la literatura sobre el tema, debería resultar bastante evidente que ha estado disponible para el mecánico una enorme cantidad de información sobre los enlaces mecánicos y otros dispositivos. Independientemente de lo que uno pueda pensar sobre la calidad de la literatura, indudablemente ha tenido influencia no solo en el suministro de información a los diseñadores, sino en la formación de una tradición de cómo se debe proporcionar el trasfondo que permitirá a la mente ensamblar y sintetizar el mecanismo necesario para una propósito dado. [105]

[105] Algunos catálogos adicionales de "movimientos mecánicos" se enumeran en las referencias seleccionadas al final de este documento.

Algunos de los mecanismos a los que se les ha dado nombres, como el enlace en línea recta de Watt y la parada de Ginebra, han aparecido en un libro de texto tras otro. Su única excusa parece ser que los autores deben incluirlos o correr el riesgo de ser censurados por sus colegas. Estos mecanismos son más interesantes para un lector, sin duda, cuando tiene alguna idea de qué tiene que ver el nombre con el mecanismo y quién lo originó. Uno de esos mecanismos es el enlace de arrastre.

Después de haberme enterado del vínculo de arrastre (como hacen la mayoría de los estudiantes de ingeniería estadounidenses), me pregunté por un tiempo y, finalmente, me desesperé de que el término tuviera algún sentido. ¿Qué, quería saber, estaba siendo arrastrado? Recientemente, en Nicholson Mecánico operativo y maquinista británico (1826), encontré el boceto que aquí se reproduce como figura 38. Esta figura, explicó el Sr.Nicholson (en el vol. 1, p. 32) "representa el enlace de acoplamiento utilizado por los Sres. Boulton y Watt en sus máquinas de vapor portátiles. A, un fuerte pasador de hierro, que se proyecta desde uno de los brazos del volante B D, una manivela conectada con el eje C y mi, un enlace para acoplar el pin A y la manivela D juntos, por lo que el movimiento se puede comunicar al eje C. "Así que el eslabón de arrastre era en realidad un eslabón de un acoplamiento. Nada podría ser más lógico. Un mecanismo de arrastre de enlace ahora tiene sentido para mí.

Figura 38. — Acoplamiento de enlace de arrastre utilizado en motores portátiles Boulton y Watt. El enlace E arrastra un eje cuando el otro gira. De John Nicholson, El mecánico operativo y el maquinista británico (Filadelfia, 1826, vol. I, pl. 5).

Directamente relacionadas con el acoplamiento de eslabones de arrastre estaban las patentes de John Oldham (1779-1840), un ingeniero irlandés que es recordado principalmente por el acoplamiento que lleva su nombre (fig. 39). Sus tres patentes, que eran para varias formas de ruedas de paletas emplumadas para barcos de vapor, involucraban uniones cinemáticamente similares al acoplamiento de eslabones de arrastre, aunque es bastante improbable que Oldham reconociera la similitud. Sin embargo, para su conocido acoplamiento, que emplea una inversión del mecanismo de trasmallo elíptico, no he encontrado evidencia de una patente. Probablemente fue parte de la maquinaria que diseñó para la imprenta del Banco de Irlanda, de la que Oldham fue gerente durante muchos años. --Señor. Oldham y su hermoso sistema "fueron llevados al Banco de Inglaterra en 1836, donde Oldham permaneció hasta su muerte en 1840. [106]

[106] Las patentes de ruedas de paletas de Oldham fueron las patentes británicas 4169 (10 de octubre de 1817), 4429 (15 de enero de 1820) y 5445 (1 de febrero de 1827). Robert Willis (op. cit. nota a pie de página 21, pág. 167) notó la existencia del acoplamiento. Al parecer, los dibujos o descripciones de la maquinaria de los billetes no se han publicado, aunque es probable que todavía existan en los archivos de los bancos. La cita es de Frederick G. Hall, El Banco de Irlanda 1783-1946, Dublín, 1949. John Francis en su Historia del Banco de Inglaterra (Londres, 1848, vol. 2, p. 232) escribió: "La nueva maquinaria para imprimir los billetes, que fue introducida por el Sr. Oldham. es bien digno de una visita, pero sería poco interesante delinear. & quot

Figura 39.—Cima, Acoplamiento Oldham original construido antes de 1840, usando una cruz (en lugar de un disco central), como lo bosquejó Robert Willis en una copia personal de su Principios del mecanismo (Londres, 1841, pág.167). Fondo, Acoplamiento de Oldham como se ilustra en Alexander B. W. Kennedy, Cinemática de maquinaria, una traducción de Franz Reuleaux ' Theoretische Kinematik (Londres, 1876, págs. 315-316).

Willis describió correctamente el mecanismo de parada Geneva (fig. 40) como un dispositivo que permite menos de una revolución completa de la rueda de estrella y, por lo tanto, evita que el resorte de un reloj se enrolle demasiado. Se llamaba parada de Ginebra porque se usaba en los relojes de Ginebra. El mecanismo de la rueda de Ginebra, que permite la rotación completa de la rueda de estrella y que se utiliza con frecuencia para las transmisiones intermitentes, se denominó incorrectamente parada de Ginebra en un libro de texto reciente, probablemente porque se había perdido el origen lógico del término.

Figura 40. — Mecanismo de parada de Ginebra utilizado por primera vez en los relojes de Ginebra para evitar el sobreenrollamiento. La rueda de estrella B tenía una superficie convexa (g-f, punteado) para que la rueda se pueda girar menos de una revolución completa. Después de Robert Willis, Principios del mecanismo (Londres, 1841, pág. 266).

El nombre del yugo escocés parece tener un origen bastante reciente, y un escocés en 1869 denominó a la articulación como "manivela y varilla deslizante de cabeza ranurada" (fig. 41). Supongo que ahora se conoce como yugo escocés porque, al menos en Estados Unidos, un & quotScotch & quot era una barra ranurada que se deslizaba debajo de un collar en una serie de herramientas de perforación de pozos para sostenerlas mientras se agregaba una sección (fig. 42).

Figura 41. — Yugo escocés, descrito como "manivela y varilla deslizante de cabeza ranurada". De W. J. M. Rankine, Un manual de maquinaria y carpintería (ed. 6, Londres, 1887, pág. 169).

Figura 42. — Un "escocés" que sostiene el miembro superior de una serie de herramientas de perforación de pozos mientras se agrega una sección, 1876. De Edward H. Knight, Diccionario mecánico americano de Knight (Nueva York, 1876, p. 2057).

Me sorprendió descubrir que el varillaje de dirección Ackermann, que se utiliza hoy en día en la mayoría de los automóviles, fue patentado en 1818 cuando Detroit todavía era una ciudad fronteriza. [107] Además, el hombre que obtuvo la patente se describió a sí mismo como Rudolph Ackermann, editor y vendedor de impresiones. Pensé que tenía la pista necesaria sobre el origen del vínculo cuando noté que la primera traducción al inglés del tratado de Lanz y Bétancourt fue publicada por Ackermann, pero la conexión finalmente resultó ser más lógica, aunque menos directa. Ackermann (1764-1834), hijo de un constructor de carruajes bávaro, había pasado varios años diseñando autocares para caballeros ingleses en Londres, donde tenía su hogar. Uno de sus encargos más notables fue el diseño del coche fúnebre del almirante Nelson en 1805. El varillaje de dirección Ackermann no fue en realidad un invento de Ackermann, aunque sacó la patente británica a su nombre y promovió la introducción del tren de rodaje cuyo varillaje era una parte (fig. 43). El inventor real fue el amigo de Ackermann, George Lankensperger de Munich, fabricante de coches del rey de Baviera. La ventaja de poder dar la vuelta a un carruaje en un área limitada sin peligro de volcarse fue inmediatamente obvia, y si bien hubo una oposición considerable por parte de los fabricantes de autocares ingleses a una innovación por la que se tenía que pagar una prima, la invención pronto se abrió camino desde su propio mérito intrínseco '', como predijo Ackermann. [108]

[107] Patente británica 4212, 27 de enero de 1818.

[108] Rudolph Ackermann, Observaciones sobre los ejes móviles patentados de Ackermann, Londres, 1819. Me resultó interesante observar un resumen del artículo de W. A. ​​Wolfe & quotAnalytical Design of an Ackermann Steering Linkage & quot en Ingeniería Mecánica, Septiembre de 1958, vol. 80, pág. 92.

Figura 43. — Varillaje de dirección Ackermann de 1818, utilizado actualmente en automóviles. Este vínculo fue inventado por George Lankensperger, fabricante de coches del rey de Baviera. De Revista Dinglers Polytechnisches (1820, vol. 1, lámina 7).

El mecanismo de retorno rápido de Whitworth (fig. 44) se aplicó por primera vez a una ranuradora o moldeadora vertical en 1849 y se exhibió en 1851 en la Gran Exposición de Londres. [109] Los comentarios de Willis sobre el mecanismo se reproducen en la figura 44. Espero que se recuerde a Sir Joseph Whitworth (1803-1887) por sus artilugios mecánicos más sólidos que este.

[109] El mecanismo de retorno rápido (patente británica 12907, 19 de diciembre de 1849) fue quizás descrito públicamente por primera vez en Charles Tomlinson, ed., Ciclopedia de artes y manufacturas útiles, Londres, 1854, vol. 1, pág. cxliv.

Figura 44. — Mecanismo de retorno rápido. Cima, Representación temprana del mecanismo de retorno rápido patentado por Whitworth en 1849, de William Johnson, ed., La ciclopedia imperial de la maquinaria (Glasgow, alrededor de 1855, pl. 88). Medio, Boceto de Robert Willis de su copia de Principios del mecanismo (Londres, 1841, p. 264), que & citando a Whitworth diseccionó en una forma más simple & quot; es tan oscuro como la mayoría de los intentos posteriores han sido para explicar este mecanismo sin un diagrama esquemático. Fondo, Enlace que es cinemáticamente equivalente al de Whitworth, de Robert Willis, Principios del mecanismo (Londres, 1841, pág. 264).

Mecanismos en América, 1875-1955

Las facultades de ingeniería en los Estados Unidos estuvieron ocupadas hasta finales de la década de 1940 con la ampliación, el refinamiento y el perfeccionamiento de las herramientas de análisis sugeridas por Willis, Rankine, Reuleaux, Kennedy y Smith. La práctica real de la síntesis cinemática avanzó a buen ritmo, pero los diseñadores a menudo declinaron la ayuda que los métodos analíticos podrían brindarles y hubo poco intercambio de ideas entre académicos y profesionales.

La capacidad y precisión de las máquinas herramienta se mejoraron enormemente durante este período, aunque, con la excepción de la amoladora sin centros, no aparecieron nuevos tipos de herramientas importantes. Las máquinas que se fabricaban con máquinas-herramienta aumentaron en complejidad y, con la introducción de ideas que hicieron económicamente factible la producción en masa de productos mecánicos complejos, se produjo un aumento acelerado en la cantidad. La adopción de normas para todo tipo de componentes también influyó de manera importante en la capacidad económica de un diseñador de producir mecanismos que funcionaran casi como él esperaba que lo hicieran.

El estudio de la cinemática se ha considerado desde hace casi 80 años como una parte necesaria de la formación del ingeniero mecánico, como dejan sobradamente claro las decenas de libros de texto que se han ido publicando a lo largo de los años. Hasta hace poco, sin embargo, se buscaría en vano trabajo original en América en el análisis o síntesis racional de mecanismos.

Uno de los primeros libros de texto estadounidenses de cinemática fue el trabajo de 1883 de Charles W. MacCord (1836-1915), quien había sido nombrado profesor de dibujo mecánico en el Instituto de Tecnología Stevens en Hoboken después de servir a John Ericsson, diseñador de la Monitor, como dibujante jefe durante la Guerra Civil. [110] Basado en los hallazgos de Willis y Rankine, MacCord's Cinemática llegó demasiado pronto para ser influenciado por las mejoras de Kennedy en el trabajo de Reuleaux.

[110] Una nota biográfica y una bibliografía de MacCord aparecen en Morton Memorial: una historia del Instituto de Tecnología Stevens, Hoboken, 1905, págs. 219-222.

Cuando el cuerpo docente de la Universidad de Washington en St. Louis introdujo en 1885 un plan de estudios en "ingeniería dinámica", que reflejaba una insatisfacción con las ramas tradicionales de la ingeniería, la cinemática era una asignatura de alto nivel y se impartía en el curso de Rankine. Maquinaria y carpintería. [111]

[111] Transacciones de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos, 1885-1886, vol. 7, pág. 757.

En el Instituto de Tecnología de Massachusetts, Peter Schwamb, profesor de diseño de máquinas, reunió en 1885 un conjunto de notas impresas sobre la cinemática de los mecanismos, basadas en las obras de Reuleaux y Rankine. De estas notas surgió uno de los libros de texto estadounidenses más duraderos, publicado por primera vez en 1904. [112] En la primera edición de este trabajo, la aceleración se menciona sólo una vez de pasada (en la p. 4). Las velocidades en los enlaces se determinaron mediante componentes ortogonales transferidos de un enlace a otro. Los centros instantáneos se usaron solo para determinar las velocidades de varios puntos en el mismo enlace. Con frecuencia se anotaron las relaciones de velocidad angular. En la tercera edición, publicada en 1921, se definieron las aceleraciones lineales y angulares, pero no se realizaron análisis de aceleración. Los análisis de velocidad se modificaron sin cambios esenciales. La cuarta edición (1930) se mantuvo esencialmente sin cambios con respecto a la anterior. El tratamiento del análisis de velocidad se mejoró en la quinta edición (1938) y se agregó el análisis de aceleración. Una sexta edición, revisada por el profesor V. L. Doughtie de la Universidad de Texas, apareció en 1947.

[112] Peter Schwamb y Allyne L. Merrill, Elementos del mecanismo, Nueva York, 1904. Además del trabajo de Reuleaux y Rankine, los autores reconocieron su uso de las publicaciones de Charles MacCord, Stillman W. Robinson, Thomas W. Goodeve y William C. Unwin. Para títulos completos, consulte la lista de referencias seleccionadas.

Antes de 1900, se habían publicado varios otros libros sobre mecanismos, y todos seguían uno u otro de los patrones de sus predecesores. Los profesores Woods y Stahl, de las Universidades de Illinois y Purdue, respectivamente, que publicaron sus Mecanismo elemental en 1885, dijo en su prefacio lo que han dicho muchos otros autores estadounidenses y lo que deberían haber dicho muchos más. "Hacemos poco reclamo de originalidad del tema", escribieron Woods y Stahl, "habiendo hecho uso libre de todo el material disponible sobre el tema". Nuestro reclamo de consideración se basa casi en su totalidad en la manera en que se ha presentado el tema. '' No contentos con este descargo de responsabilidad, continuaron: `` De hecho, hay muy poco espacio para tal originalidad, ya que el terreno ha sido cubierto casi por completo por escritores anteriores ". [113]

[113] Arthur T. Woods y Albert W. Stahl, Mecanismo elemental, Nueva York, 1885.

La similitud y la aridez de los libros de texto de cinemática en este país de alrededor de 1910 son más sorprendentes. La generación de escritores de libros de texto que siguieron a MacCord, Woods y Stahl, Barr de Cornell, Robinson de Ohio State y Schwamb y Merrill logró exprimir cualquier jugo restante en el tema, y ​​la desecación y esterilización de los libros de texto estaba casi completa cuando mi generación utilizó ellos en la década de 1930. La cinemática era entonces, en más de una escuela, muy parecida a como la caracterizó un observador en 1942: "a la par intelectual de la redacción mecánica". [114] Puedo recordar mi propia creencia ingenua de que un libro de texto contenía todo lo que se sabía de el tema y no fui desengañado de mi creencia por mi propio libro de texto o por mi maestro. Creo que detecto en varios libros recientes un tratamiento fresco, menos definitivo y menos ordenado de la cinemática de los mecanismos, pero aún así recomendaría que cualquiera que piense en escribir un libro de texto se tome el tiempo para revisarlo, de manera cuidadosa y de primera mano, no solo las copias de escritorio de los libros que ha acumulado, pero una veintena o más de obras anteriores, que abarcan al menos el último siglo. Tal estudio debería resultar en una mejor apreciación de lo que constituye una contribución al conocimiento y lo que constituye simplemente el sonido de otro cambio.

[114] Ingeniería Mecánica, Octubre de 1942, vol. 64, pág. 745.

El autor del polémico artículo que apareció en Ingeniería Mecánica en 1942 bajo el título "¿Qué hay de malo en la cinemática y los mecanismos?" no fueron cuestionados y, de hecho, fueron bastante oportunos. [115]

[115] De Jonge, op. cit. (nota 78 a pie de página).

Parece que a principios de la década de 1940, el tratamiento general de las aceleraciones en el aula estaba a un nivel muy por debajo del conocimiento existente del tema, ya que en una serie de artículos de dos profesores de Purdue se llamó la atención sobre las graves consecuencias de los errores ocasionados en el análisis de la aceleración. omitiendo el componente Coriolis. [116] Estos autores estaban revirtiendo una tendencia que había sido impulsada por un artículo escrito en 1920 por uno de sus predecesores, Henry N. Bonis. El artículo anterior, que apareció en una revista técnica práctica y orgullosa, demostró cómo se podía determinar la aceleración de un punto en un regulador del volante `` sin el uso de la aceleración ficticia de Coriolis ''. El análisis del autor tenía razón. , y cerró su artículo con la declaración irreprochable de que `` psicológicamente es mejor para el estudiante y prácticamente para el ingeniero entender los fundamentos a fondo que usar una fórmula compleja que puede ser mal aplicada ''. Sin embargo, muchos lectores sin duda leen solo el párrafo principal , asintieron sabiamente con la cabeza cuando llegaron a la palabra "ficticio", que confirmó su convicción a medio formar de que cualquier cosa tan abstrusa como el componente Coriolis no podría tener relación con un problema práctico, y pasaron la página a la sección "problemas prácticos". [117]

[116] A. S. Hall y E. S. Ault, "Cómo se puede mejorar el análisis de aceleración", Diseno de la maquina, Febrero de 1943, vol. 15, págs. 100-102, 162, 164 y marzo de 1943, vol. 15, págs. 90-92, 168, 170. Véase también A. S. Hall, & quotTeaching Coriolis 'Law & quot; Revista de Educación en Ingeniería, Junio ​​de 1948, vol. 38, págs. 757-765.

[117] Henry N. Bonis, "La ley de Coriolis", Maquinista estadounidense, 18 de noviembre de 1920, vol. 53, págs. 928-930. Consulte también & quot; Determinaciones de aceleración & quot. Maquinista estadounidense, 25 de noviembre y 2 de diciembre de 1920, vol. 53, págs. 977-981 y 1027-1029.

Hace menos de 20 años, uno podría haber leído Ingeniería Mecánica que "la maquinaria práctica no se origina en fórmulas matemáticas ni en hermosos diagramas vectoriales". . La arrogancia inconsciente que se muestra en esta declaración del credo del diseñador "práctico" está dando paso al reconocimiento del valor del trabajo académico. Sin embargo, para que el erudito no desarrolle arrogancia de otro tipo, es bueno escuchar al autor de la declaración. "Una máquina de dibujo es una herramienta útil", escribió. "No sustituye a un dibujante". [118]

[118] Ingeniería Mecánica, Octubre de 1942, vol. 64, pág. 746.

El interés académico por un tema está representado de manera justa por los artículos que se publican en las transacciones de sociedades profesionales y, más recientemente, por artículos originales que aparecen en revistas especializadas. De 1900 a 1930 hubo pocos artículos sobre mecanismos, y la mayoría de los que aparecieron estaban relacionados con descripciones de nuevos `` movimientos mecánicos ''. En la década de 1930, el número de artículos publicados en Índice de ingeniería aumentó drásticamente, pero solo porque los editores habían comenzado a incluir listados en idiomas extranjeros.

Ha habido en Alemania un hilo de continuidad en la cinemática de los mecanismos desde la época de Reuleaux. Si bien la mayor parte del trabajo ha tenido que ver con el análisis, la incómoda cuestión de la síntesis que Reuleaux planteó en su trabajo nunca ha sido ignorada. Los acontecimientos en Alemania y en otros lugares han sido examinados hábilmente por otros, [119] y sólo hay que señalar aquí que dos de los artículos alemanes, publicados en 1939 en Maschinenbau, parecen haber sido las chispas de la conflagración que aún está aumentando en extensión e intensidad. Según resúmenes en Índice de ingeniería, R. Kraus, escribiendo sobre la síntesis del mecanismo de doble manivela, llamó la atención del ruso Z. S.Bloch, quien, en 1940, discutió críticamente los artículos de Kraus y procedió a dar el esquema del "análisis correcto del problema" y una solución numérica general para la síntesis de "cualquier enlace de cuatro barras". [120] Trabajo ruso en mecanismos, que se remonta a a Chebyshev y siguiendo la "teoría de síntesis de Chebyshev" en la que se utilizan métodos algebraicos para determinar trayectorias de desviación mínima de una curva dada, también se ha revisado en otro lugar, [121] y no puedo añadir nada de valor.

[119] Grodzinski, Bottema, De Jonge y Hartenberg y Denavit. Para ver los títulos completos, consulte la lista de referencias seleccionadas.

[120] Mi fuente, como se señaló, es Índice de ingeniería. Los artículos de Kraus se publican en 1939 y los de Bloch en 1940, ambos bajo el título de sección & quot; Mecanismos & quot.

[121] A. E. Richard de Jonge, "¿Están los rusos por delante en el análisis de mecanismos?" Diseno de la maquina, Septiembre de 1951, vol. 23, págs. 127, 200-208 O. Bottema, & quot; Trabajo reciente sobre cinemática & quot; Reseñas de Applied Mechanics, Abril de 1953, vol. 6, págs. 169-170.

Cuando, después de la Segunda Guerra Mundial, algunas de las posibilidades de la síntesis cinemática fueron reconocidas en los Estados Unidos, algunos maestros perspicaces avivaron la yesca en una llama abierta.

La primera publicación destacada en este país sobre la síntesis de vínculos fue práctica, pero en su concepción y realización fue una empresa audaz. En un libro de John A. Hrones y G. L. Nelson, Análisis del varillaje de cuatro barras (1951), el mecanismo de manivela y balancín de cuatro barras se analizó exhaustivamente de forma mecánica y los resultados se presentaron gráficamente. Este trabajo fue elogiado levemente por un erudito holandés, O. Bottema, quien observó que "la complicada teoría analítica de la curva de tres barras [sic] indudablemente ha impedido que el ingeniero la use" y continuó diciendo que "entendemos completamente la publicación de un atlas de Hrones y Nelson que contiene miles de trayectorias que deben ser muy útiles en muchos problemas de diseño. '' [122] Sin embargo, los autores proporcionaron a los diseñadores una herramienta que podría entenderse fácilmente, casi al instante (fig. 45), y el atlas ha gozado de amplia difusión. [123] La idea de un enfoque geométrico de la síntesis ha sido explotada por otros en publicaciones más recientes, [124] y es probable que aparezcan muchas más variaciones sobre este tema.

[122] Bottema, op. cit. (nota 121 a pie de página).

[123] En 1851, Robert Willis había diseñado una máquina generadora de caminos de puntos de acoplamiento (fig. 46) que podría haberse utilizado para producir una obra similar a la de Hrones y Nelson.

[124] R. S. Hartenberg y J. Denavit, & quotSystematic Mechanism Design & quot Diseno de la maquina, Septiembre de 1954, vol. 26, págs. 167-175, y octubre de 1954, vol. 26, págs. 257-265 A. S. Hall, A. R. Holowenko y H. G. Laughlin, `` Mecanismo de manivela de palanca de cuatro barras '', Noticias de diseño, 15 de septiembre de 1957, vol. 12, págs. 130-139, 1 de octubre de 1957, vol. 12, págs. 145-154 y 15 de octubre de 1957, vol. 12, págs. 132-141. Para un enfoque nomográfico, con una aplicación particular a las computadoras, vea Antonin Svoboda, Mecanismos y vínculos informáticos, Nueva York, 1948.

Figura 45. — Las rutas de 11 puntos en el enlace acoplador (horizontal) se trazan a través de un ciclo. Los guiones indican intervalos de tiempo iguales. De John A. Hrones y G. L. Nelson, Análisis del varillaje de cuatro barras (Nueva York, 1951, p. 635).

Figura 46. — ​​Máquina generadora de trayectoria de punto de acoplamiento para varillaje de cuatro barras. Este dispositivo, construido por el profesor Willis como una ayuda didáctica para demostrar enlaces en línea recta, podría haberse adaptado para producir una placa como la que se muestra en la figura 45. De Robert Willis, Un sistema de aparatos para uso de profesores y experimentadores . (Londres 1851, pl. 3).

La búsqueda de soluciones a la "teoría analítica complicada" de los vínculos fue estimulada por la publicación del "Enfoque analítico del diseño de mecanismos de cuatro vínculos" de Ferdinand Freudenstein en 1954, [125] y la extensa literatura que ha aparecido en los últimos cinco años.

[125] Transacciones de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos1954, vol. 76, págs. 483-492. Ver también Transacciones de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos, 1955, vol. 77, págs. 853-861 y 1956, vol. 78, págs. 779-787.

El papel adecuado de los métodos racionales en la síntesis de mecanismos aún no está claro. "Si bien podemos hablar de síntesis cinemática", escribieron dos de los líderes actuales en el campo, "realmente estamos hablando de una esperanza para el futuro en lugar de una gran realidad del presente". [126] Cuando el equipo mental y el entusiasmo de los académicos Se consideran quienes están dedicando su tiempo a los problemas de síntesis cinemática, sin embargo, es difícil ver cuán importantes pueden fallar en producir nuevas ideas.

[126] R. S. Hartenberg y J. Denavit, & quotKinematic Synthesis & quot Diseno de la maquina, 6 de septiembre de 1956, vol. 28, págs. 101-105.

Una conferencia anual sobre mecanismos, patrocinada por la Universidad de Purdue y Diseno de la maquina, fue inaugurado en 1953 y ha tenido una gran respuesta. Entre otras manifestaciones del interés actual por los mecanismos, las contribuciones de los estadounidenses a las conferencias internacionales sobre mecanismos reflejan el creciente reconocimiento del valor de la investigación académica del tipo que difícilmente puede esperar producir resultados tangibles de inmediato.

Mientras miramos hacia el futuro, cabe preguntarse cómo se puede justificar una visión prolongada del pasado. Me parece que es inherente a la actividad casi febril del presente el peligro de preocuparse tanto por la teoría operativa que los objetivos pueden nublarse y la síntesis (digámoslo de manera menos elegante: el diseño) de los mecanismos puede que nunca llegue a estar del todo bien. entrar en foco. Si uno no sabe nada del pasado, me pregunto cómo puede decidir con confianza en qué dirección debe girar para afrontar el futuro.

Agradezco a los profesores Richard S. Hartenberg y Allen S. Hall, Jr., por leer el manuscrito, hacer comentarios útiles y sugerir material que no había encontrado. Los errores, sin embargo, son míos.

Referencias adicionales

La siguiente lista de material de referencia adicional sobre cinemática puede ser de ayuda para los lectores que deseen realizar una investigación independiente. El material se enumera de acuerdo con los títulos de las secciones en el texto del presente artículo.

PARA DIBUJAR UNA LÍNEA RECTA

KEMPE, A. B. Cómo dibujar una línea recta. Londres, 1877.

Contiene una bibliografía útil. Reimpreso en Cuadrando el círculo y otras monografías, Nueva York, Chelsea Publishing Company, 1953.

Se ha prestado mucha atención a los mecanismos de línea recta desde la época de Kempe al menos media docena de artículos han aparecido en los Estados Unidos desde 1950, pero no investigué la literatura publicada después de 1877.

ESTUDIANTES Y MAQUINAS

BECK, TEODOR. Beiträge zur Geschichte des Maschinenbaues. Berlín, 1899.

Reseñas de obras tempranas, como las de Leonardo a Vinci, Biringuccio, Besson, Zonca, etc.

BORGNIS, GIUSEPPE ANTONIO. Traité complet de mécanique appliquée aux arts. París, 1818-1821, 9 vols.

Contiene varios cientos de placas de máquinas finamente detalladas.

LABOULAYE, CHARLES. Traité de cinématique ou théorie des mécanismes. París, 1861 (ed. 2).

Este trabajo fue citado con frecuencia por los contemporáneos de Laboulaye.

SOCIEDAD REAL DE LONDRES. Catálogo de artículos científicos, 1800-1900, índice de autores. Londres, 1867-1902 y Cambridge, 1914-1925.

----. Catálogo de artículos científicos, 1800-1900, índice de materias. Londres, 1909, vol. 2.

Este índice de materias se inició en 1908, y para 1914 se habían publicado tres volúmenes (el tercero en dos partes), sin embargo, este índice de materias nunca se completó. Volumen 2, titulado Mecánica, tiene unas 200 entradas en & quot; Vínculos & quot.

WEISBACH, JULIO. La mecánica de la maquinaria de transmisión, vol. 3, pt. 1 segundo. 2 de Mecánica de Ingeniería y Maquinaria, traducido por J. F. Klein. Nueva York, 1890 (ed. 2).

MECANISMOS Y MECÁNICOS

BARBERO, THOMAS W. Cuaderno de bocetos del ingeniero. Londres, 1890 (ed. 2).

HERKIMER, HERBERT. Tesauro ilustrado del ingeniero. Nueva York, 1952.

PERIÓDICOS. Artizan, de 1843 Revista de Mecánico Práctico e Ingeniero, de 1841 Repertorio de artes y manufacturas, de 1794 Revista de arte y ciencia de Newton en Londres, de 1820. (Las publicaciones periódicas anteriores tienen muchas placas de dibujos de especificación de patentes). El ingeniero, 10 de noviembre de 1933, vol. 156, pág. 463, y Ingenieria, 10 de noviembre de 1933, vol. 136, pág. 525. (Vistas recientes en inglés que cuestionan la utilidad de la cinemática).

TATE, THOMAS. Elementos del mecanismo. Londres, 1851.

Contiene figuras de Lanz y Bétancourt (1808).

WYLSON, JAMES. Guía del inventor mecánico. Londres, 1859.

Contiene figuras de Henry Adcock, Libro de bolsillo de los ingenieros de Adcock, 1858.

MECANISMOS EN AMÉRICA, 1875-1955

ALBERT, CALVIN D. Y ROGERS, F. D. Cinemática de Maquinaria. Nueva York, 1931.

Contiene una bibliografía que incluye trabajos no mencionados en el presente artículo.

BARR, JOHN H. Cinemática de Maquinaria. Nueva York, 1899.

Un libro de texto temprano. El autor enseñó en la Universidad de Cornell.

BEGGS, JOSEPH S. Mecanismo. Nueva York, 1955.

Contiene una bibliografía extensa y útil.

BOTTEMA, O. & quot; Trabajo reciente sobre cinemática & quot; Reseñas de Applied Mechanics, Abril de 1953, vol. 6, págs. 169-170.

JORNADA DE MECANISMOS.

Esta conferencia fue patrocinada por Purdue University y Diseno de la maquina. Las transacciones de las dos primeras conferencias aparecieron como secciones especiales en Diseno de la maquina, Diciembre de 1953, vol. 25, págs. 173-220, diciembre de 1954, vol. 26, págs. 187-236, y en reimpresiones recopiladas. Los artículos de la tercera y cuarta conferencias (mayo de 1956 y octubre de 1957) aparecieron en Diseno de la maquina durante varios meses después de cada conferencia y en reimpresiones recopiladas. Los artículos de la quinta conferencia (octubre de 1958) fueron recopilados y preimpresos para los participantes de la conferencia posteriormente, todos los artículos aparecieron en Diseno de la maquina. Las reimpresiones y preimpresiones recopiladas están disponibles (mayo de 1960) de Penton Publishing Company, Cleveland, Ohio.

DE JONGE, A. E. RICHARD. & quot; Síntesis cinemática de mecanismos & quot; Ingeniería Mecánica, Julio de 1940, vol. 62, págs. 537-542.

----. & quot Una breve descripción de la cinemática moderna & quot Transacciones de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos, 1943, vol. 65, págs. 663-683.

GOODEVE, THOMAS M. Los elementos del mecanismo. Londres, 1903.

GRODZINSKI, PAUL Y MCEWEN, EWEN. & quot; Mecanismos de enlace en la cinemática moderna & quot; Revista y actas de la institución de ingenieros mecánicos1954, vol. 168, págs. 877-896.

Este artículo provocó una discusión interesante. Es lamentable que el periódico de Grodzinski, Mecanismo, una bibliografía internacional, que se publicó en Londres en 1956-1957 y que terminó poco después de su muerte, no ha sido revivido. Las opiniones incisivas y los ensayos informativos de Grodzinski son valiosos e interesantes.

HARTENBERG, R. S. & quot Números complejos y enlaces de cuatro barras & quot Diseno de la maquina, 20 de marzo de 1958, vol. 30, págs. 156-163.

Esta es una base excelente. El autor explica los números complejos con su habitual estilo lúcido.

HARTENBERG, R. S. Y DENAVIT, J. `` Síntesis cinemática '' Diseno de la maquina, 6 de septiembre de 1956, vol. 28, págs. 101-105.

MACCORD, CHARLES. Cinemática. Nueva York, 1883.

ROBINSON, STILLMAN W. Principios del mecanismo. Nueva York, 1896.

Un libro de texto temprano. El autor enseñó en la Universidad Estatal de Ohio.

UNWIN, WILLIAM C. Los elementos del diseño de máquinas. Nueva York, 1882 (ed. 4).

Un libro de texto temprano. El autor enseñó en el Royal Indian Engineering College, en Inglaterra.


The Boulton and Paul & quotPartridge & quot (británico): luchador de un solo asiento totalmente metálico

El Partridge es un tractor biplano de diseño ortodoxo. Tiene un solo motor Jupiter VII sobrealimentado.

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Creador: Desconocido. Febrero de 1929.

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BOULTON PAUL DESAFIANTE

El Boulton Paul Defiant fue diseñado en respuesta a la Especificación del Ministerio del Aire F9 / 35 del 26 de junio de 1935 que pedía un caza biplaza con todo su armamento concentrado en una torreta. En ese momento se creía que, al evitar la estela de un avión enemigo, el fuego de una torreta motorizada sería más preciso que el que proporcionaban los cañones fijos que disparaban hacia adelante. Cinco empresas respondieron a la especificación pero, por diversas razones, cuatro se retiraron, dejando a Boulton Paul como único competidor.

Diseñado por John Dudley North, el prototipo P82 (menos torreta) voló por primera vez el 11 de diciembre de 1937, momento en el que se llamó Defiant. Un segundo prototipo fue equipado con una torreta de cuatro cañones Tipo A basada en un diseño francés que ya tenía licencia para su uso en el bombardero Overstrand de Boulton Paul, y esta versión con cambios menores se convirtió en el Defiant Mk1 de producción. La torreta fue operada electrohidráulicamente con un respaldo mecánico y llevaba 4 ametralladoras Browning .303 x .303, disparadas eléctricamente con puntos de corte en el anillo de la torreta que evitaban la activación al apuntar al disco de la hélice o al plano de cola. Si bien el artillero podía bloquear la torreta hacia adelante y transferir el control de disparo al piloto, esto rara vez se practicaba debido a las restricciones de elevación hacia adelante y la falta de visión del cañón del piloto.

El Defiant entró en servicio de la RAF con el Escuadrón No 264 en diciembre de 1939 y entró en combate por primera vez en mayo de 1940 durante la evacuación de Dunkerque. Inicialmente tuvo éxito con los cazas de la Luftwaffe sufriendo pérdidas, pero un cambio de tácticas enemigas con ataques desde abajo o de frente pronto hizo que los Defiants perdieran la iniciativa. Tras la pérdida por el Escuadrón 264 de 7 aviones con 9 tripulantes muertos durante los tres días del 26 al 28 de agosto de 1940, el Defiant fue retirado del papel de caza diurno. Sin embargo, cuatro escuadrones fueron equipados con aviones para tareas de combate nocturno, y es oportuno que durante el "Blitz" de 1940-41 el Defiant destruyera más bombarderos enemigos que cualquier otro tipo. Finalmente se retiró de la línea del frente en 1942 y posteriormente se usó para entrenamiento, remolque de objetivos, ECM y rescate aéreo y marítimo; a muchos aviones se les quitaron las torretas. El “Lucas”, como se conocía cariñosamente al Defiant, también estuvo en servicio con la Royal Navy y las fuerzas aéreas de Australia, Canadá y Polonia.

Se construyeron un total de 1.064 máquinas. Un solo sobreviviente está en exhibición en el Museo de la RAF, y se entiende que la Sociedad de Preservación de Aeronaves de Medway está restaurando un segundo. El avión era un visitante habitual de la RAF Tangmere a principios de la década de 1940 y se informa que en una de esas visitas en abril de 1941, los Defiants del Escuadrón No 264 que operaban desde la estación derribaron un He111 frente a Beachy Head.


Boulton y Paul P.11 / Tipo XXI - Historia

Inicialmente, los retrasos en la producción significaron que los primeros Defiants no ingresaron al servicio del escuadrón de la RAF hasta diciembre de 1939. Con muchos pilotos ahora acostumbrándose al Spitfire y al Hurricane que recientemente se había entregado a los escuadrones, los primeros atisbos del Defiant por parte del Los pilotos indicaron que el avión estaría mirando hacia un buen futuro.

El alcance del Defiant era razonablemente bueno, más que el Spitfire pero no tanto como el Hurricane. La velocidad máxima era un problema, pero su principal desventaja era que no tenía potencia de disparo hacia adelante y dependía únicamente de la torreta dorsal operada hidráulicamente.

Cuando aparecieron por primera vez durante la Batalla de Francia, tenían el elemento sorpresa al atacar a los bombarderos alemanes. Los alemanes no tenían idea de que los británicos tenían un avión que podía dispararles desde la retaguardia. En los primeros días, los Defiants tuvieron mucho éxito, no solo contra los bombarderos, sino también contra el Messerschmitt Me109, que fueron tomados desprevenidos por la torreta de disparos del Defiant.

Pero una vez que los pilotos de la Luftwaffe tomaron su medida, los días de gloria del Defiant terminaron. El Me109 mostró su superioridad en velocidad, incluso el Bf110 superó al Defiant, que ahora estaba condenado al fracaso. Se convertirían en trampas mortales para sus tripulaciones, incapaces de pelear perros, y se volvieron demasiado lentos para alejarse del enemigo entrante. Muchos pilotos se quejaron más tarde de que también era una tarea difícil empacar un avión golpeado por el dolor, y muchos tuvieron que hundirse con sus aviones.

Se incurrieron muchas pérdidas durante las últimas etapas de la Batalla de Francia y en las primeras etapas de la Batalla de Gran Bretaña, que muchos escuadrones Defiant se retiraron a los aeródromos del oeste y del norte lejos de las principales áreas de combate. Fueron utilizados como luchadores nocturnos, pero nuevamente, no era el más adecuado para este papel. Muchas tripulaciones de Defiant no regresaron y se decidió que la aeronave se retirara del servicio operativo en 1942.

El primer prototipo Defiant fue volado, menos su torreta, en agosto de 1937. Los pilotos que probaron el prototipo reportaron una serie de fallas y estas fueron rectificadas con el segundo prototipo que no encontró su camino en el aire hasta mayo de 1939.Con esto, el Defiant se puso en producción y se conoció como el Defiant I, y estaba propulsado por un motor Rolls Royce Merlin III que tenía una potencia de 1.030 hp a 16,250 pies. Su potencia de fuego consistía en cuatro ametralladoras Browning .303 en la torreta dorsal removible Boulton Paul A Mk IID operada hidráulicamente. Los cañones .303 estaban alimentados por correa, todos con 600 cartuchos de munición y el sistema hidráulico formaba parte integral de la torreta. La torreta pesaba 361 lb (164 kg) y a esto se le pueden agregar 88 lb (40 kg) para los cuatro cañones, 106 lb (48 kg) para las municiones y finalmente 35 lb (16 kg) para el equipo de oxígeno y las miras. Esto llevó el peso normal cargado del Defiant a 8,318 lb (3,773 kg) *, que era aproximadamente 1657 lb más que el peso cargado de un Mk I Hurricane, y 274 lb más que un Mk II en adelante Hurricane. El Spitfire debía pesar 6,409 libras. La primera versión del Defiant con torreta dorsal voló el 30 de julio de 1939.

En octubre de 1939, se llevaron a cabo una serie de pruebas entre el Defiant y los Hurricanes del Escuadrón 111. Los resultados fueron que el Defiant ciertamente no podría competir contra el Hurricane, no pudo igualar el rendimiento o la maniobrabilidad y hubo muchos sentimientos encontrados con respecto a si podría competir contra los cazas enemigos actuales. Pero el Hurricane y el Spitfire no se estaban produciendo en la cantidad que había esperado Fighter Command, y con la introducción del Defiant al menos aumentaría la cantidad de cazas que podrían al menos apoyar a los dos cazas principales de la RAF.

El primer escuadrón en volar el Defiant fue el Escuadrón 264 recién formado que operaba desde RAF Sutton Bridge y más tarde a principios de 1940 desde Martlesham Heath. 264 fue enviado a Francia en estas primeras etapas y se combinó con el Escuadrón 141, que también se convirtió en un escuadrón Defiant. La historia en Francia no fue la misma que en Dunkerque durante la evacuación de las fuerzas de la BEF cuando se pensó erróneamente que el Defiant que hacía su primera aparición había sido un huracán, y los Bf 109 atacaron desde arriba y desde atrás, un grave error de parte. de la Luftwaffe, el artillero de la torreta tuvo un día de campo con los Messerschmitt.

Pero, en Francia, el caza de torreta ahora era conocido por el piloto 109, y muchos fueron derribados cuando la Luftwaffe descubrió sus debilidades. El Escuadrón 141, en su primera misión con el Defiant, entró en contacto con una formación de Bf109 frente a la costa en Folkestone. Los luchadores alemanes derribaron a dos Defiants con su primer pase y cuando regresaron para hacer otro, cuatro Defiants más fueron derribados. La debilidad del Defiant fue desde abajo. El Escuadrón 264 iba a sufrir un destino similar en agosto de 1940. El Defiant iba a demostrar que un caza que no se destacaba por su maniobrabilidad y con todo su armamento concentrado en una torreta en lugar de en las alas, estaba tácticamente equivocado. Realmente no era adecuado para operaciones en la escala que se estaba llevando a cabo durante 1940. En agosto de 1940 fue retirado de las operaciones de combate diurnas, pero como A.I. caza nocturno equipado con radar lo hizo extremadamente bien derribando más asaltantes por intercepción que cualquier otro caza nocturno de 1940-1941. * MARGEN ESTRECHO Wood & amp Dempster p432

El Defiant continuó como un caza nocturno y como un avión de operaciones especiales que se utilizó para interferencias de radar en 1942 y 1943. Muchas de estas misiones fueron llevadas a cabo por el escuadrón 515 que se estableció en Northolt en octubre de 1942 junto con A & amp EE y el TRE en Defford. Su tarea consistía en probar nuevos radares y tecnología de interferencia electrónica donde la mayoría de las misiones se clasificaron como ultrasecretas. El Defiant continuó este papel con el escuadrón hasta febrero de 1944 cuando el Defiant fue reemplazado por el De Havilland Mosquito II y VI. Para entonces, muchos de los Defiants supervivientes estaban envejeciendo cuando el último Boulton Paul Defiant salió de la línea de montaje a principios de 1943. * ACES HIGH Christopher Shores & amp Clive Williams p72

Inadecuado para el papel para el que estaba destinado, pero hacia el final de su corta carrera se desempeñó bien y estuvo a la altura de la tarea que se esperaba de él.


Ver el vídeo: The RAF At War The Unseen Films 1940 5of5 The Boulton Paul Turret (Diciembre 2021).