灯塔

灯塔是一种塔、建筑物或其他类型的结构,设计用于从灯和透镜系统发出光,并作为海上或内河航道上海事飞行员的导航辅助设备。
灯塔标明了危险的海岸线、危险的浅滩、暗礁和港口的安全入口;他们还协助空中导航。由于电子导航系统的维护和使用费用,曾经被广泛使用的灯塔数量已经下降。
现代灯塔时代始于18世纪之交,当时灯塔建设与跨大西洋商业的蓬勃发展同步发展。结构工程和新型高效照明设备的进步使得建造更大、更强大的灯塔成为可能,包括暴露在大海中的灯塔。灯塔的功能转向了对航运危险(如岩石或暗礁)提供可见的警告。
温斯坦利在埃迪斯通岩石上的灯塔标志着灯塔发展新阶段的开始。
埃迪斯通岩石对航行通过英吉利海峡的水手来说是一个主要的海难危险。那里建造的第一座灯塔是一座八角形木结构建筑,由12根固定在岩石上的铁支柱固定,由亨利·温斯坦利于1696年至1698年建造。他的灯塔是世界上第一座完全暴露在公海中的塔。
土木工程师约翰·斯米顿在1756年至1759年间重建了灯塔;他的塔标志着灯塔设计向前迈出了一大步,并一直使用到1877年。他用花岗岩块模仿橡树的形状来塑造他的灯塔。他重新发现并使用了“水凝石灰”,这是罗马人使用的一种可以在水下凝固的混凝土,并开发了一种使用燕尾榫和大理石榫钉将花岗岩块固定在一起的技术。燕尾榫的特点有助于提高结构的稳定性,尽管斯米顿还必须将塔的厚度向顶部逐渐变细,为此他将塔向内弯曲成平缓的坡度。这种剖面有一个额外的优势,即允许波浪的一些能量在与墙壁撞击时消散。他的灯塔是现代灯塔的原型,并影响了后来所有的工程师。
罗伯特·斯蒂文森就是其中之一,他本人是灯塔设计和建造发展的开创性人物。他最大的成就是在1810年建造了贝尔洛克灯塔,这是那个时代最令人印象深刻的工程壮举之一。这种结构是基于斯米顿的设计,但有几个改进的功能,如加入旋转灯,在红色和白色之间交替。史蒂文森为北方灯塔委员会工作了近50年,在此期间,他设计并监督了许多灯塔的建设和后来的改进。他在光源的选择、安装、反射器设计、菲涅耳透镜的使用以及旋转和模板系统方面进行了创新,为灯塔提供了单独的签名,使其能够被海员识别。他还发明了活动吊臂和平衡起重机,作为灯塔建设的必要部件。
亚历山大·米切尔设计了第一座螺旋桩灯塔——他的灯塔建在用螺丝固定在沙质或泥泞海底的桩上。他的设计于1838年在泰晤士河口开始建造,被称为梅普林金沙灯塔,并于1841年首次点亮。虽然建造开始较晚,但兰开夏郡弗利特伍德的怀尔灯是第一个被点亮的(1840年)
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