Latarnia morska
Starożytne latarnie morskieEdit
Przed powstaniem jasno określonych portów, marynarze byli prowadzeni przez ogniska budowane na szczytach wzgórz. Ponieważ podniesienie ognia poprawiało widoczność, umieszczanie go na platformie stało się praktyką, która doprowadziła do powstania latarni morskich. W starożytności, w przeciwieństwie do wielu współczesnych latarni, latarnia morska pełniła bardziej funkcję znaku wejścia do portu niż sygnału ostrzegającego przed rafami i cyplami. Najbardziej znaną konstrukcją latarni morskiej w starożytności był Faraon w Aleksandrii, w Egipcie, który zawalił się po serii trzęsień ziemi w latach 956-1323.
Nienaruszona Wieża Herkulesa w A Coruña, w Hiszpanii, daje wgląd w starożytną konstrukcję latarni morskich; inne dowody na istnienie latarni morskich można znaleźć na monetach i mozaikach, z których wiele przedstawia latarnię w Ostii. Istnieją również monety z Aleksandrii, Ostii i Laodycei w Syrii.
Współczesna konstrukcjaEdit
Nowoczesna era latarni morskich rozpoczęła się na przełomie XVIII i XIX wieku, kiedy to budowa latarni morskich rozkwitła wraz z rosnącym poziomem handlu transatlantyckiego. Postępy w inżynierii budowlanej oraz nowy i wydajny sprzęt oświetleniowy pozwoliły na tworzenie większych i potężniejszych latarni, w tym także tych wystawionych na działanie morza. Funkcja latarni przesunęła się w kierunku zapewnienia widocznego ostrzeżenia przed zagrożeniami dla żeglugi, takimi jak skały czy rafy.
Skały Eddystone stanowiły główne zagrożenie katastrofami statków dla marynarzy płynących przez kanał La Manche. Pierwsza zbudowana tam latarnia morska była ośmiokątną drewnianą konstrukcją, zakotwiczoną przez 12 żelaznych kłonic umocowanych w skale, a zbudował ją Henry Winstanley w latach 1696 – 1698. Jego latarnia była pierwszą wieżą na świecie, która była w pełni wystawiona na działanie otwartego morza.
Inżynier cywilny, John Smeaton, przebudował latarnię w latach 1756-59; jego wieża stanowiła duży krok naprzód w projektowaniu latarni morskich i pozostawała w użyciu do 1877 roku. Wzorował on kształt swojej latarni na dębie, używając do tego granitowych bloków. Ponownie odkrył i zastosował „wapno hydrauliczne”, formę betonu, który zastyga pod wodą, używaną przez Rzymian, oraz opracował technikę łączenia bloków granitowych za pomocą połączeń na jaskółczy ogon i marmurowych kołków. Połączenie na jaskółczy ogon poprawiło stabilność konstrukcji, choć Smeaton musiał również zmniejszyć grubość wieży w kierunku szczytu, w związku z czym wygiął ją do wewnątrz po łagodnym spadku. Profil ten miał tę dodatkową zaletę, że pozwalał na rozproszenie części energii fal przy zderzeniu ze ścianami. Jego latarnia była prototypem nowoczesnej latarni morskiej i wpłynęła na wszystkich późniejszych inżynierów.
Jednym z takich wpływów był Robert Stevenson, który sam był kluczową postacią w rozwoju projektowania i budowy latarni morskich. Jego największym osiągnięciem było zbudowanie Bell Rock Lighthouse w 1810 roku, jednego z najbardziej imponujących wyczynów inżynieryjnych epoki. Konstrukcja ta opierała się na projekcie Smeatona, ale zawierała kilka udoskonalonych elementów, takich jak wbudowane światła obrotowe, na przemian czerwone i białe. Stevenson pracował dla Northern Lighthouse Board przez prawie pięćdziesiąt lat, w czasie których zaprojektował i nadzorował budowę, a następnie ulepszenie wielu latarni morskich. Wprowadził innowacje w zakresie wyboru źródeł światła, mocowań, konstrukcji reflektorów, zastosowania soczewek Fresnela, a także systemów rotacyjnych i migawkowych, dzięki którym latarnie morskie zyskały indywidualne sygnatury umożliwiające ich identyfikację przez marynarzy. Wynalazł również ruchomy wysięgnik i żuraw balansowy jako niezbędne elementy do budowy latarni.
Alexander Mitchell zaprojektował pierwszą latarnię morską na palach śrubowych – jego latarnia była zbudowana na palach, które były wkręcane w piaszczyste lub muliste dno morskie. Budowa jego projektu rozpoczęła się w 1838 roku u ujścia Tamizy i była znana jako latarnia Maplin Sands, a pierwsze światło padło w 1841 roku. Chociaż jej budowa rozpoczęła się później, latarnia Wyre w Fleetwood, Lancashire, była pierwszą, która zapłonęła (w 1840 roku).
Ulepszenia w oświetleniuEdit
Do 1782 roku źródłem oświetlenia były zazwyczaj stosy drewna lub palący się węgiel. Lampa Arganda, wynaleziona w 1782 roku przez szwajcarskiego naukowca Aimé Arganda, zrewolucjonizowała oświetlenie latarni morskich dzięki stałemu, bezdymnemu płomieniowi. Wczesne modele wykorzystywały szlifowane szkło, które czasami było barwione wokół knota. Późniejsze modele wykorzystywały płaszcz z dwutlenku toru zawieszony nad płomieniem, dając jasne, stałe światło. Lampa Arganda wykorzystywała jako paliwo olej wielorybi, rzepakowy, oliwę z oliwek lub inny olej roślinny, dostarczany grawitacyjnie ze zbiornika zamontowanego nad palnikiem. Lampa została po raz pierwszy wyprodukowana przez Matthew Boultona, we współpracy z Argandem, w 1784 roku i stała się standardem dla latarni morskich na ponad sto lat.
Latarnia morska South Foreland była pierwszą wieżą, która z powodzeniem używała światła elektrycznego w 1875 roku. Węglowe lampy łukowe w latarni były zasilane przez magneto napędzane parą. John Richardson Wigham był pierwszym, który opracował system gazowego oświetlenia latarni morskich. Jego udoskonalony palnik gazowy „krokus” w latarni Baily Lighthouse niedaleko Dublina był 13 razy mocniejszy niż najjaśniejsze znane wówczas światło.
Palnik z odparowanym olejem został wynaleziony w 1901 roku przez Arthura Kitsona, a następnie udoskonalony przez Davida Hooda w Trinity House. Paliwo było odparowywane pod wysokim ciśnieniem i spalane w celu ogrzania płaszcza, dając wydajność ponad sześciokrotnie większą niż tradycyjne lampy olejowe. Zastosowanie gazu jako iluminantu stało się powszechnie dostępne wraz z wynalezieniem lampy Daléna przez szwedzkiego inżyniera Gustafa Daléna. Wykorzystał on Agamassan (Aga), substrat, do pochłaniania gazu, co pozwoliło na jego bezpieczne przechowywanie, a tym samym wykorzystanie. Dalén wynalazł również „zawór słoneczny”, który automatycznie regulował światło i wyłączał je w ciągu dnia. Technologia ta była dominującym źródłem światła w latarniach morskich od 1900 do lat 60-tych, kiedy to dominowało oświetlenie elektryczne.
Systemy optyczneEdit
Wraz z rozwojem stałego oświetlenia lampy Arganda, zastosowanie soczewek optycznych do zwiększania i ogniskowania natężenia światła stało się praktyczną możliwością. William Hutchinson opracował pierwszy praktyczny system optyczny w 1763 roku, znany jako system katoptryczny. Ten rudymentarny system skutecznie kolimował emitowane światło w skupioną wiązkę, co znacznie zwiększało jego widoczność. Możliwość skupiania światła doprowadziła do powstania pierwszych obrotowych latarni morskich, w których światło jawiło się marynarzom jako seria przerywanych błysków. Możliwe stało się również przesyłanie złożonych sygnałów za pomocą błysków światła.
Francuski fizyk i inżynier Augustin-Jean Fresnel opracował wieloczęściową soczewkę Fresnela do zastosowania w latarniach morskich. Jego projekt umożliwił konstrukcję soczewek o dużej aperturze i krótkiej ogniskowej, bez masy i objętości materiału, które byłyby wymagane w przypadku soczewek o konwencjonalnej konstrukcji. Soczewka Fresnela może być znacznie cieńsza niż porównywalna soczewka konwencjonalna, w niektórych przypadkach przybierając postać płaskiego arkusza. Soczewka Fresnela może również przechwytywać więcej skośnego światła ze źródła światła, dzięki czemu światło z latarni wyposażonej w taką soczewkę może być widoczne na większych odległościach.
Pierwsza soczewka Fresnela została użyta w 1823 roku w latarni morskiej Cordouan u ujścia rzeki Gironde; jej światło było widoczne z odległości ponad 20 mil (32 km). Wynalazek Fresnela zwiększył czterokrotnie jasność światła latarni morskiej, a jego system jest nadal w powszechnym użyciu.
Nowoczesne latarnie morskieEdit
Pojawienie się elektryfikacji i automatycznych zmieniaczy lamp zaczęło czynić latarników przestarzałymi. Przez wiele lat latarnie morskie nadal miały swoich strażników, częściowo dlatego, że latarnicy mogli służyć jako służby ratownicze w razie potrzeby. Udoskonalenia w nawigacji morskiej i bezpieczeństwie, takie jak systemy nawigacji satelitarnej, takie jak GPS, doprowadziły do stopniowego wycofywania nieautomatycznych latarni morskich na całym świecie. W Kanadzie trend ten został zatrzymany i nadal istnieje 50 obsadzonych stacji świetlnych, z 27 na samym zachodnim wybrzeżu.
Pozostałe nowoczesne latarnie morskie są zazwyczaj oświetlane przez jedno stacjonarne światło migające zasilane bateriami słonecznymi zamontowanymi na stalowej wieży szkieletowej. Tam, gdzie zapotrzebowanie na moc jest zbyt duże dla energii słonecznej, stosuje się ładowanie cykliczne za pomocą generatora diesla: aby zaoszczędzić paliwo i wydłużyć okresy między przeglądami, światło jest zasilane z baterii, a generator jest używany tylko wtedy, gdy bateria musi być naładowana.
Słynni budowniczowie latarni morskichEdit
John Smeaton jest godny uwagi ze względu na zaprojektowanie trzeciej i najbardziej znanej latarni Eddystone, ale niektórzy budowniczowie są dobrze znani ze swojej pracy przy budowie wielu latarni. Rodzina Stevensonów (Robert, Alan, David, Thomas, David Alan i Charles) uczyniła z budowy latarni morskich trzypokoleniową profesję w Szkocji. Irlandczyk Alexander Mitchell, pomimo swojej ślepoty, wynalazł i zbudował wiele latarni z palami śrubowymi. Anglik James Douglass został pasowany na rycerza za swoją pracę nad czwartą latarnią Eddystone.
Porucznik Korpusu Inżynierów Armii Stanów Zjednoczonych George Meade zbudował liczne latarnie wzdłuż wybrzeża Atlantyku i Zatoki Perskiej, zanim zyskał szerszą sławę jako zwycięski generał w bitwie pod Gettysburgiem. Pułkownik Orlando M. Poe, inżynier generała Williama Tecumseha Shermana podczas oblężenia Atlanty, zaprojektował i zbudował jedne z najbardziej egzotycznych latarni morskich w najtrudniejszych lokalizacjach na Wielkich Jeziorach Amerykańskich.
Francuski oficer marynarki handlowej Marius Michel Pasha zbudował prawie sto latarni wzdłuż wybrzeży Imperium Osmańskiego w okresie dwudziestu lat po wojnie krymskiej (1853-1856).
W latach 1853-1856, po wojnie krymskiej, francuski oficer marynarki handlowej Marius Michel Pasha zbudował prawie sto latarni wzdłuż wybrzeży Imperium Osmańskiego.