George Brayton

George B. Brayton

George Bailey Brayton (3. lokakuuta 1830 Crompton, West Warwick, Rhode Island, USA – 17. joulukuuta 1892 Kingsbury, Middlesex, Englanti) oli amerikkalainen koneinsinööri. Brayton tunnetaan parhaiten hänen kehittämästään atmosfäärisestä moottorista, jota pidetään yhtenä ensimmäisistä kaupallisesti menestyneistä, sekä jatkuvan palamisprosessin formulaatiosta, joka on kaasuturbiinien ja suihkumoottoreiden termodynaaminen perusta. Tätä prosessia kutsutaan Brayton-sykliksi tai Joule-sykliksi.

Tausta ja varhaiset keksinnöt

Georgen vanhemmat olivat William H. ja Minerva (os. Bailey) Brayton. Hänen isänsä oli pienen puuvillatehtaan johtaja, joka toimensa ohessa kehitteli pienempiä laitteita kutomakoneita varten. George osoitti mekaanista lahjakkuutta varhain. Hän kävi alakoulua viereisessä Pond Factoryssa ja noin vuodesta 1853 lähtien kokeili höyrykoneita lähellä Warwickia (Rhode Island) sijainneella maatilalla, jonka hänen isänsä oli ostanut. George Brayton valmistui Scituate Seminarysta ja työskenteli sitten koneistajana Tom Hillin konepajassa Providencessa, Rhode Islandissa, ennen kuin hän siirtyi myös Providencessa sijainneen Corliss Steam Engine Companyn palvelukseen. Hänen varhaisiin keksintöihinsä kuuluu takaaladattava kivääri, joka toimi pulttikoneena neste- ja kaasusäiliöiden valmistuksessa.

Höyrykoneet ja -generaattorit

Vuodesta 1848 lähtien Brayton työskenteli höyrygeneraattoreiden parissa. Hän suunnitteli ja patentoi lohkoina koottavan höyrygeneraattorin, jota Exeter Machine Works käytti Exeterin, New Hampshiren ja Bostonin tehtailla massatuotetuissa höyrykoneissaan. George Brayton piti kokeellista työpajaansa Exeterissä. Veljensä Frank Braytonin mukaan George rakensi vuonna 1856 kehittämällään höyrykoneella ja -generaattorilla toimineen nelipyöräisen höyryvaunun, jonka sanotaan kulkeneen East Greenwichin yleisillä teillä.

Braytonin "Ready Motor"

Brayton tutki myös atmosfäärisiä polttomoottoreita ja rakensi hänen mukaansa nimetyn moottorin. Tässä kaasu-ilmaseos syötetään polttokammioon, jossa se poltetaan paineen alaisena kuumennetussa kehäverkossa. Sytytystulppaa ja kaasutinta ei tarvita. Brayton-moottori kehitettiin paikallismoottoriksi ja se toimi alun perin kaasulla. Työjakso kestää kaksi sykliä (yksi kampiakselin kierros). Jokaista työsylinteriä varten on paineilmapumppu, jota kutsutaan puristussylinteriksi. Toisin kuin perinteisen kaksitahtisen moottorin huuhtelupumppu, se tuottaa puristuspaineen (Brayton-sykli, joka tunnetaan myös nimellä Joule-prosessi). Brayton sai patentin tälle 2. huhtikuuta 1872. Öljyä polttoaineena käyttävä parannettu versio patentoitiin 2. kesäkuuta 1874. Brayton-moottorin hyötysuhde osoittautui pian bensiinimoottoria huonommaksi ja tämä söi sen suosiota. Étienne Lenoirin kaasumoottorin ohella sitä pidetään kuitenkin yhtenä ensimmäisistä kaupallisesti menestyneistä polttomoottoreista ja askeleena kaasuturbiinien kehityksessä.

Brayton esitteli moottoriaan vuoden 1876 maailmannäyttelyssä Philadelphiassa ja se inspiroi suuresti mm. innovaattori George B. Seldeniä. Providencen kaupunki (Rhode Island) testasi Brayton-moottorilla varustettua raitiovaunua ja Pittsburghissa testattiin sellaisella varustettua bussia vuonna 1878. Moottori toimi, mutta oli aivan liian heikko massiiviselle ajoneuvoille ja siksi altis ylikuumenemiselle. Kumpainenkaan testeistä ei johtanut hankkeen etenemiseen.

Brayton-moottorin parannettu versio oli voimanlähteenä George Baldwin Seldenin vuoden 1877 Selden Road Engine -ajoneuvossa, joka patentoitiin vuonna 1879. Useiden muutosten jälkeen patentti myönnettiin vasta vuoden 1895 lopussa. Brayton-periaate hallitsi sitten laillisesti USA:n ajoneuvomarkkinoita useiden vuosien ajan ilman, että Brayton-moottorilla varustettua autoa olisi koskaan valmistettu. Selden-patenttikiistassa todettiin, että Brayton ei ollut rakentanut kevyttä ja toimivaa moottoriajoneuvoa ja että erityisesti Pittsburghin bussi oli luonteeltaan vain kokeellinen.

Lähteet

• Beverly Rae Kimes: Pioneers, Engineers, and Scoundrels: The Dawn of the Automobile in America, Society of Automotive Engineers, 2005, ISBN 978-0768014310
• Beverly Rae Kimes, Henry Austin Clark jr.: Standard Catalogue of American Cars 1805–1942, Krause Publications, 1996, ISBN 978-0873414289
• Vincent Curcio: Chrysler: The Life and Times of an Automotive Genius, Oxford University Press, 2000, ISBN 978-0195147056
• William Greenleaf: Monopoly on Wheels: Henry Ford and the Selden Automobile Patent, Wayne State University Press, 2011, ISBN 978-0814335123
• David Beecroft: History of the American Automobile Industry, Lulu.com, 2006, ISBN 978-0557055753