喬治·威斯汀豪斯,美國大發明家,一生有多項發明,在美國發明史上的地位僅次於愛迪生。
1846年10月6日,威斯汀豪斯出生於美國紐約州布裏奇農村的一個小工匠家庭。父親是一個農具製造商,威斯汀豪斯受家庭的影響,從小就接觸有關器具,並漸漸對它們產生了興趣。他經常對一些機械器具進行研究,並逐漸產生了對其中一些機械進行改進的念頭。而且他發現自己似乎有這方麵的天賦,這極大地增強了他的自信。
1861年,美國南北戰爭全麵爆發。年僅15歲的威斯汀豪斯也參加了這場戰爭,在海軍中服役。服役期滿後,他脫下軍裝,進入大學學習。大學畢業以後,他進入了鐵路係統,從事鐵路機械方麵的研製工作。在這樣的部門中工作,他如魚得水,深得領導賞識。
有一天,威斯汀豪斯在列車上工作,窗外優美的風景深深地吸引了他,使他不時地忙裏偷閑來觀看窗外的風景。突然,他發現在火車前不遠的道口處停著一輛載人馬車。他一下子跳了起來,大喊著讓馬車夫把馬車趕走,要司機趕快停車。馬車夫望著急馳而來的火車,嚇呆了,怔在原地一動不動。火車司機倒是立即拉響了汽笛,命令製動員們緊急製動。製動員們雖然竭盡全力搬下了閘門,但火車的速度似乎並沒有降低多少,隨著“轟”的一聲巨響,慘禍發生了。威斯汀豪斯痛苦地閉上了自己的雙眼。
下班之後,威斯汀豪斯找到了有關人員,談及今天的車禍。車禍的悲慘場麵深深刺痛了威斯汀豪斯的心,他想知道為什麼命令效果這麼不明顯。有關負責人告訴他,問題主要出在製動係統上。人們在設計火車的製動係統時,為它的每一節車廂都安裝了一個單獨的機械製動器。在需要停車時,司機用汽笛發出信號,每一節車廂的製動員必須依靠人力搬動機械閘進行製動。由於是人工操作,各人對信號反應快慢不一,加上體力也不同,搬閘步驟很難一致,在火車的巨大慣性下效果自然不明顯。得知事情的根本原因以後,威斯汀豪斯決心對這方麵進行研究,通過自己的努力解決火車製動這一難題,從而減少慘劇的發生。
經過思考和研究,威斯汀豪斯認為,基本的製動器以車廂為單位,每個車廂的製動員聽到汽笛聲後獨立操作,難免反應速度不一,而且由於人的體力有限,這就造成了刹車不力。因此,要發明一種新型製動器,就必須拋棄這種分離的製動方式,而采用連動方式,讓火車司機一個人獨立操作。這樣,遇到緊急情況,司機就能迅速作出反應。
而要采用連動方式,就必須有強大的動力,威斯汀豪斯首先想到了蒸汽。他想,既然蒸汽可以帶動火車奔跑,它當然也應該能夠帶動車閘的移動。於是他按照這一設想進行研製,不久就設計出一台蒸氣製動器。這台蒸汽製動器的按鈕設在司機座位旁邊,一旦出現緊急情況,需要刹車,司機按動按鈕,蒸汽進入與多節車廂相連的管道,把閘瓦壓向車軸,車軸被閘瓦抱緊,不能轉動,列車也就停了下來。
威斯汀豪斯將這一製動器在一列火車上進行了試驗,結果卻大大出乎他的意料:製動器完全沒有製動效果。這是為什麼呢?威斯汀豪斯疑惑了,因為這一方法在理論上是可行的呀!後來他才明白,蒸汽遇冷就要凝結,當蒸汽通過長長的管道到達各節車廂時,大部分都已凝結成了水,當然也就不可能推動閘瓦的移動了。
找到問題的症結後,威斯汀豪斯十分高興,但怎樣才能使蒸汽不凝結呢?這時他還是未能逃脫蒸汽製動的圈子,一種又一種的解決方法都以失敗而告終。他陷入了困境之中。有一天,他從朋友那裏拿來一份報紙,一則看起來十分不起眼的消息吸引了他。消息上說,法國在開鑿蒙塞尼山的隧道時,所用的鑿岩機是用壓縮空氣帶動的。看了這則消息,他茅塞頓開。對呀,為什麼不用壓縮空氣呢?既然壓縮空氣能夠帶動鑿岩機工作,它就應該也能夠帶動火車製動器工作,而且壓縮空氣不存在冷凝問題。威斯汀豪斯為自己這個天才的設想而高興,禁錮已久的心田似乎找到了開啟的鑰匙。
有了天才的設想,威斯汀豪斯立刻就想把它變為現實。經過反複的實驗和不斷的改進,一台空氣製動器終於製成了。實驗表明,這種空氣製動器是完全可行的,而且效果非常好。
1869年,年僅23歲的威斯汀豪斯獲得了空氣製動器的專利權。此後,他又不斷進行改進,使其性能更加完善。直到今天,他的這項發明還在成千上萬的機車上使用呢!
威斯汀豪斯的另外一大功績是進行了交流電輸電實驗的研究。在他的努力下,交流電係統代替了直流電係統,從而使電能夠輸送到更遠的地方。
1914年3月12日,威斯汀豪斯在紐約去世,享年68歲。人們對於他的偉大功績永遠不會忘記,直至今日,美國偉人紀念館內還高懸著他的畫像呢!