Brunel: 'The Practical Prophet'
A. In the frontispiece of his book on Brunel, Peter Hay quotes from Nicholson's British Encyclopaedia of 1909 as follows: 'Engineers are extremely necessary for these purposes; wherefore it is requisite that, besides being ingenious, they should be brave in proportion.' His father, Sir Marc Isambard Brunel (1769-1849), was himself a famous engineer, of French parents. He eventually settled in Britain and married the Sophia Kingdom, an English woman whom he had known in France in earlier days. Their only son Isambard was born on 9 April 1806. He was sent to France at the age of 14 to study mathematics and science and was 16 when he returned to England to work with his father. Sir Marc was then building his famous tunnel under the River Thames. Isambard was recuperating near Bristol from injuries received in a tunnel cave-in when he became involved with his own first major project.
Ở trang bìa cuốn sách viết về Brunel, Peter Hay dẫn lại một đoạn trong Bách khoa toàn thư Anh quốc của Nicholson năm 1909 như sau: “Kỹ sư là vô cùng cần thiết cho những mục đích này; vì vậy đòi hỏi rằng, ngoài việc thông minh, họ cũng phải dũng cảm tương xứng.” Cha ông, Sir Marc Isambard Brunel (1769-1849), vốn là một kỹ sư nổi tiếng, có cha mẹ là người Pháp. Cuối cùng ông định cư ở Anh và kết hôn với Sophia Kingdom, một phụ nữ Anh mà ông từng quen biết ở Pháp trước kia. Con trai duy nhất của họ là Isambard chào đời ngày 9 tháng 4 năm 1806. Năm 14 tuổi, Isambard được gửi sang Pháp học toán và khoa học, và đến năm 16 tuổi trở về Anh làm việc cùng cha. Lúc đó, Sir Marc đang xây dựng đường hầm nổi tiếng dưới sông Thames. Isambard đang dưỡng thương gần Bristol sau khi bị thương do sập hầm, thì ông bắt đầu tham gia dự án lớn đầu tiên của riêng mình.
B. The span of Brunel's bridge was over 700ft, longer than any existing when it was designed, and the height above water about 245ft. The technical challenges of this engineering project were immense, and Brunel dealt with them with his usual thoroughness and ingenuity. Two design competitions were held, and the great bridge designer Thomas Telford was the committee's expert. Brunel presented four designs. He went beyond technicalities to include arguments based on, among other things, the grace of his tower design. Unfortunately, he only got so far as to put up the end piers in his lifetime. The Clifton Suspension Bridge was completed in his honor by his engineering friends in 1864 and is still in use.
Nhịp chính của cầu Brunel dài hơn 700 ft, dài hơn bất cứ cây cầu nào tồn tại khi được thiết kế, và chiều cao so với mực nước khoảng 245 ft. Những thách thức kỹ thuật của dự án này là vô cùng lớn, và Brunel đã giải quyết bằng sự kỹ lưỡng và sáng tạo quen thuộc của ông. Đã có hai cuộc thi thiết kế được tổ chức, và kỹ sư cầu nổi tiếng Thomas Telford là chuyên gia của hội đồng. Brunel nộp bốn thiết kế. Ông không chỉ tập trung vào các chi tiết kỹ thuật mà còn nêu những luận điểm xoay quanh vẻ duyên dáng của thiết kế trụ tháp. Đáng tiếc, ông chỉ kịp xây dựng các mố cầu ở hai đầu trước khi qua đời. Cầu treo Clifton được các đồng nghiệp kỹ sư hoàn thiện năm 1864 để vinh danh ông và vẫn còn được sử dụng đến ngày nay.
C. While Brunel was still in Bristol, and with the Avon Bridge project stopped or going slowly, he became aware that the civic authorities saw the need for a railway link to London. Railway location was controversial since private landowners and towns had to be dealt with. Mainly, the landed gentry did not want a messy, noisy railway anywhere near them. The Duke of Wellington (of Waterloo fame) was certainly against it. Again Brunel showed great skill in presenting his arguments to the various committees and individuals. Brunel built his railway with a broad gauge (7ft) instead of the standard 4ft 8½in, which had been used for lines already installed. There is no doubt that the broad gauge gave superior ride and stability, but it was fighting a standard.
Khi Brunel vẫn đang ở Bristol, và dự án cầu Avon bị dừng hoặc tiến độ chậm, ông nhận thấy chính quyền địa phương nhận thức được sự cần thiết của một tuyến đường sắt nối với London. Việc xác định vị trí tuyến đường sắt gây tranh cãi vì phải làm việc với các chủ đất và các thị trấn. Phần lớn, tầng lớp địa chủ không muốn một tuyến đường sắt ồn ào, bừa bộn đi qua gần họ. Công tước Wellington (người thắng trận Waterloo) chắc chắn phản đối. Một lần nữa, Brunel thể hiện kỹ năng thuyết phục tuyệt vời trước các ủy ban và cá nhân liên quan. Brunel đã xây dựng tuyến đường sắt này với khổ rộng (7 ft) thay vì khổ tiêu chuẩn 4 ft 8½ in vốn đã được áp dụng cho các tuyến trước đó. Không nghi ngờ gì, khổ rộng mang lại độ êm và ổn định vượt trội, nhưng lại đối đầu với một tiêu chuẩn đã phổ biến.
D. Brunel's ready acceptance of new ideas overpowered good engineering judgment (at least in hindsight) when he advocated the installation of an atmospheric railway in South Devon. It had the great attraction of doing away with the locomotive and potentially could deal with steeper gradients. Since this connecting arm had to run along the slit, it had to be opened through a flap as the train progressed, but closed airtight behind it. Materials were not up to it, and this arrangement was troublesome and expensive to keep in repair. After a year of frustration, the system was abandoned. Brunel admitted his failure and took responsibility. He also took no fee for his work, setting a good professional example.
Sự tiếp nhận nhanh chóng ý tưởng mới của Brunel đã lấn át phán đoán kỹ thuật (ít nhất nhìn từ hiện tại) khi ông ủng hộ việc lắp đặt đường sắt khí nén ở South Devon. Nó có ưu điểm lớn là loại bỏ đầu máy xe lửa và về lý thuyết có thể đi được những dốc lớn hơn. Do cần một thanh nối chạy dọc theo khe hở, nên phải mở nắp khi tàu đi qua, rồi đóng kín khí lại phía sau. Tuy nhiên, vật liệu lúc bấy giờ chưa đáp ứng được yêu cầu, khiến cho việc vận hành và bảo trì rất tốn kém, phiền phức. Sau một năm đầy thất vọng, hệ thống này bị bỏ dở. Brunel thừa nhận thất bại và chịu trách nhiệm. Ông cũng không nhận bất kỳ khoản thù lao nào, thể hiện một tấm gương nghề nghiệp đáng quý.
E. The idea of using steam to power ships to cross the ocean appealed to Brunel. When his GWR company directors complained about the great length of their railway (it was only about 100 miles), Isambard jokingly suggested that they could even make it longer—why not go all the way to New York and call the link the Great Western. The "Great Western" was the first steamship to engage in transatlantic service. Brunel formed the Great Western Steamship Company and construction started on the ship in Bristol in 1836. Built of wood and 236ft long, the Great Western was launched in 1837 and powered by sail and paddlewheels. The first trip to New York took just 15 days, and 14 days to return. This was a great success, a one-way trip under sail would take more than a month. The Great Western was the first steamship to engage in transatlantic service and made 74 crossings to New York.
Ý tưởng sử dụng hơi nước để chạy tàu vượt đại dương hấp dẫn Brunel. Khi các giám đốc của công ty GWR phàn nàn về chiều dài quá lớn của tuyến đường sắt (chỉ khoảng 100 dặm), Isambard đùa rằng có thể làm nó còn dài hơn nữa—tại sao không kéo thẳng đến New York và gọi đó là tuyến Great Western. “Great Western” chính là tàu hơi nước đầu tiên tham gia tuyến xuyên Đại Tây Dương. Brunel thành lập Công ty Tàu hơi nước Great Western và bắt đầu đóng tàu tại Bristol vào năm 1836. Tàu được đóng bằng gỗ, dài 236 ft, hạ thủy năm 1837 và chạy bằng buồm cùng bánh guồng. Chuyến đầu tiên đến New York chỉ mất 15 ngày, và chuyến trở về mất 14 ngày. Đây là một thành công lớn, vì đi bằng buồm có thể mất hơn một tháng. Tàu Great Western là chiếc tàu hơi nước đầu tiên khai thác tuyến xuyên Đại Tây Dương và đã thực hiện 74 chuyến đến New York.
F. Having done so well with the Great Western, Brunel immediately got to work on an even bigger ship. Great Britain was made of iron and also built in Bristol, 322ft in length. The initial design was for the ship to be driven by paddle wheels, but Brunel had seen one of the first propeller-driven ships to arrive in Britain, and he abandoned his plans for paddlewheel propulsion. The ship was launched in 1843 and was the first screw-driven iron ship to cross the Atlantic. Great Britain ran aground early in its career but was repaired, sold, and sailed for years to Australia, and other parts of the world, setting the standard for ocean travel. In the early 1970s, the old ship was rescued from the Falklands and is now under restoration in Bristol.
Sau khi thành công với Great Western, Brunel lập tức bắt tay vào thiết kế một con tàu còn lớn hơn. Tàu Great Britain được đóng bằng sắt, cũng tại Bristol, dài 322 ft. Ban đầu thiết kế dự kiến dùng bánh guồng, nhưng Brunel đã tận mắt chứng kiến một trong những tàu đầu tiên chạy bằng chân vịt cập bến Anh, nên ông từ bỏ ý định dùng bánh guồng. Con tàu được hạ thủy năm 1843 và là chiếc tàu sắt chạy chân vịt đầu tiên vượt Đại Tây Dương. Great Britain bị mắc cạn sớm trong sự nghiệp của nó, nhưng được sửa chữa, bán lại và tiếp tục hoạt động nhiều năm để đến Úc và các nơi khác trên thế giới, đặt ra tiêu chuẩn cho việc đi biển. Đầu những năm 1970, con tàu cũ này được giải cứu khỏi quần đảo Falkland và hiện đang được khôi phục tại Bristol.
G. Conventional wisdom in Brunel's day was that steamships could not carry enough coal to make long ocean voyages. But he correctly figured out that this was a case where size mattered. He set out to design the biggest ship ever, five times larger than any ship built up to that time. Big enough to carry fuel to get to Australia without refueling, in addition, it would carry 4,000 passengers. The Great Eastern was 692ft long, with a displacement of about 32,000 tons. Construction began in 1854 on the Thames at Millwall. Brunel had chosen John Scott Russell to build the ship. He was a well-established engineer and naval architect, but the contract did not go well. Among other things, Scott Russell was very low in his estimates and money was soon a problem. Construction came to a standstill in 1856 and Brunel himself had to take over the work. But Brunel was nothing if not determined and by September 1859, after a delayed and problem-ridden launch, the Great Eastern was ready for the maiden voyage. Brunel was too sick to go, but it was just as well because only a few hours out there was an explosion in the engine room which would have destroyed a lesser ship. Brunel died within a week or so of the accident. The great ship never carried 4,000 passengers (among other things, the Suez Canal came along) and although it made several transatlantic crossings, it was not a financial success. Shortly after the Great Eastern began working life, the American entrepreneur Cyrus Field and his backers were looking for a ship big enough to carry 5,000 tons of telegraphic cable, which was to be laid on the ocean floor from Ireland to Newfoundland. Although Brunel did not have it in mind, the Great Eastern was an excellent vessel for this work. On July 27, 1866, it successfully completed the connection and a hundred years of transatlantic communication by cable began. The ship continued this career for several years, used for laying cables in many parts of the world.
Quan niệm thông thường thời Brunel cho rằng tàu hơi nước không thể chở đủ than để thực hiện các chuyến đi biển dài ngày. Nhưng ông đã nhận ra đúng vấn đề: quy mô con tàu mới là yếu tố quan trọng. Ông bắt tay thiết kế con tàu lớn nhất từ trước đến lúc đó, lớn gấp năm lần bất kỳ tàu nào từng được đóng. Đủ lớn để chở nhiên liệu tới Úc mà không cần tiếp thêm, hơn nữa, còn có thể chở 4.000 hành khách. Tàu Great Eastern dài 692 ft, lượng choán nước khoảng 32.000 tấn. Việc đóng tàu bắt đầu năm 1854 tại Millwall bên sông Thames. Brunel chọn John Scott Russell làm người đóng tàu, ông là một kỹ sư và kiến trúc sư hải quân có tiếng, nhưng hợp đồng diễn ra không suôn sẻ. Trong số những vấn đề xảy ra, Scott Russell đã ước tính quá thấp chi phí và tiền bạc nhanh chóng trở thành vấn đề. Công việc ngưng trệ vào năm 1856 và chính Brunel phải trực tiếp tiếp quản. Tính cách của Brunel là không bao giờ bỏ cuộc, và đến tháng 9 năm 1859, sau một lễ hạ thủy muộn màng và đầy trục trặc, Great Eastern đã sẵn sàng cho chuyến đi đầu tiên. Brunel khi đó quá ốm để đi, nhưng cũng may vì chỉ vài giờ sau khi xuất phát đã xảy ra một vụ nổ ở buồng máy—có thể đã phá hủy một con tàu kém vững chắc hơn. Brunel qua đời khoảng một tuần sau tai nạn đó. Con tàu vĩ đại này chưa bao giờ chở đủ 4.000 hành khách (một phần vì kênh đào Suez ra đời), và dù nó có thực hiện một số chuyến vượt Đại Tây Dương, nhưng không thành công về tài chính. Ngay sau khi Great Eastern bắt đầu hoạt động, nhà doanh nghiệp người Mỹ Cyrus Field và các cộng sự đang cần một con tàu đủ lớn để chở 5.000 tấn cáp điện báo, dự kiến đặt dưới đáy biển từ Ireland đến Newfoundland. Dù Brunel không dự tính điều này, Great Eastern lại là lựa chọn tuyệt vời. Ngày 27 tháng 7 năm 1866, con tàu đã hoàn tất việc kết nối, khởi đầu một thế kỷ thông tin liên lạc xuyên Đại Tây Dương bằng cáp. Tàu còn tiếp tục công việc này vài năm sau, dùng để đặt cáp ở nhiều nơi trên thế giới.