ヘラクレス灯台の塔

Eddystone RocksのWinstanleyの灯台は、灯台開発の新しい段階の始まりを示しました。

ジョンSmeatonのEddystone灯台の再構築されたバージョン、1759。 これは灯台の設計の大きい一歩前進を表した。

1976年までSumburghヘッド灯台のためのライトを作り出した85mmのチャンスの兄弟の白熱石油の蒸気の取付け。 ランプ（約で作られた。 1914年）燃焼気化灯油（パラフィン）; 気化器を変性アルコール（メチル化された精神）バーナーによって加熱して光にした。 点灯すると、気化した燃料の一部はブンゼンバーナーに転用され、気化器を暖かく保ち、燃料を蒸気の形に保ちました。 燃料は空気によってランプまで強制された;看守はあらゆる時間またはそう空気容器をポンプでくむ必要があった。 これにより、パラフィン容器が加圧され、燃料がランプに強制的に供給された。 “白い靴下”は、実際には蒸気が燃えた未燃焼のマントルです。気化したオイルバーナーは1901年にArthur Kitsonによって発明され、Trinity HouseのDavid Hoodによって改良されました。 燃料は高圧で気化し、マントルを加熱するために燃焼され、従来のオイルライトの6倍以上の光度の出力を与えた。 光源としてのガスの使用は、スウェーデンの技術者、グスタフ-ダレンによるダレン光の発明によって広く利用可能になった。 彼はガスを吸収するために基質であるAgamassan（Aga）を使用し、安全な貯蔵と商業的搾取を可能にしました。 Dalénはまた自動的にライトを調整し、昼間の間に消す”太陽弁”を発明した。 この技術は、電気照明が支配的になっていた1900年代から1960年代にかけて、灯台の光源の支配的な形態であった。

光学系

アルガンドランプの安定した照明の開発に伴い、光強度を増加させ、集中させる光学レンズの適用は実用的な可能性となった。 William Hutchinsonは1763年にcatoptricシステムとして知られる最初の実用的な光学系を開発しました。 この初歩的なシステムは効果的に集中されたビームに出されたライトを、それによりライトの可視性を非常に高める平行にした。 光を集中させる能力は、光が断続的な点滅のシリーズとして船員に表示される最初の回転灯台ビームにつながった。 また、光の点滅を使用して複雑な信号を送信することも可能になりました。

フランスの物理学者でエンジニアのAugustin-Jean Fresnelは、灯台で使用するためのマルチパートフレネルレンズを開発しました。 彼の設計は、従来の設計のレンズで必要とされる材料の質量と体積を伴わずに、大口径と短焦点距離のレンズを構築することを可能にした。 フレネルレンズは、いくつかのケースでは、フラットシートの形を取って、同等の従来のレンズよりもはるかに薄くすることができます。 フレネルレンズはまた、光源からのより多くの斜めの光を捕捉することができ、したがって、灯台を備えた灯台からの光をより遠くに見えるようにす

最初のフレネルレンズは、ジロンド河口のコルドゥアン灯台で1823年に使用されました; その光は20マイル(32km)以上の距離から見ることができた。 フレネルの発明は、灯台ランプの光度を4倍に増加させ、彼のシステムはまだ一般的に使用されています。

最近の

電化の出現、および自動ランプチェンジャーは、灯台の看守が時代遅れになり始めました。 長年にわたり、灯台はまだ看守を持っていました,部分的には灯台看守が必要に応じて救助サービスとして機能することができたため、. 全地球測位システム（GPS）などの海上航行と安全性の改善は、世界中の非自動灯台を段階的に廃止することにつながっています。 カナダでは、この傾向は停止されており、まだ50人のスタッフがいるライトステーションがあり、西海岸だけで27人がいます。

残っている近代的な灯台は、通常、太陽充電された電池を持っており、鋼の骨格の塔の上に座っている単一の静止した点滅光を持っています。

有名な灯台ビルダー

ジョンSmeatonは、第三と最も有名なEddystone灯台を設計したことで注目に値するが、いくつかのビルダーは、複数の灯台を構築する際に彼らの仕事のためによく知られています。 スティーブンソン家（ロバート、アラン、デイビッド、トーマス、デイビッド・アラン、チャールズ）はスコットランドでライトハウスを三世代の職業にした。 アイルランド人のアレクサンダー-ミッチェルは、失明したにもかかわらず、いくつかのスクリューパイル灯台を発明し、建設した。 イギリス人ジェームズ-ダグラスは灯台の彼の仕事のためにナイトに叙された。

アメリカ陸軍工兵隊ジョージ-ミード中尉は、ゲティスバーグの戦いで勝利した将軍としてより広い名声を得る前に、大西洋と湾の海岸に沿って数多くの灯台を建てた。 アトランタ包囲戦でウィリアム・テカムセ・シャーマン将軍の技師であったオーランド・M・ポー大佐は、アメリカ五大湖で最も困難な場所にある最もエキゾチックな灯台のいくつかを設計し、建設した。

フランスの商船将校マリウス-ミシェル-パシャは、クリミア戦争（1853年-1856年）の後の二十年の期間にオスマン帝国の海岸に沿ってほぼ百灯台を建てました。灯台では、光源は「ランプ」（電気または油で燃料を供給されているかどうか）と呼ばれ、光の濃度は「レンズ」または「光学」によって行われます。

灯台の技術

パワー

灯台では、光源は「ランプ」（電気または油で燃料を供給されているかどうか）と呼ばれ、光の濃度は「レンズ」または「光学」によって行われます。 最初に直火およびより遅い蝋燭によってつけられて、Argandの空の灯心ランプおよび放物線反射器は18世紀後半に導入されました。

鯨油はまた、光の源として芯で使用されました。 灯油は1870年代に普及し、20世紀の変わり目に電気と炭化物（アセチレンガス）が灯油に取って代わるようになった。 炭化物はdalénライトによって日暮れに自動的にランプをつけ、夜明けにそれを消した促進された。

冷戦の間、多くの遠隔ソ連の灯台は放射性同位体熱電発電機（RTGs）によって動力を与えられました。 これらは昼も夜も電力を供給するという利点があり、給油やメンテナンスを必要としませんでした。 しかし、ソ連崩壊後、これらの灯台のすべての場所や状態の公式の記録はありません。 時間が経つにつれて、彼らの状態は低下しています;多くは破壊行為やスクラップ金属泥棒の犠牲になっています,誰が危険な放射性内容を認識していないかもしれません.P>

レンズ

も参照してください：フレネルレンズ

現代のストロボライトの前に、レンズは連続光源からの光を集中させるために使用されました。 ランプの垂直光線は水平面に方向を変えられ、水平にライトは光ビームが掃除されて1つまたは少数の方向に、一度に集中します。 その結果、光ビームの側面を見ることに加えて、光はより長い距離から直接見え、識別光特性を有する。

この光の集中は、回転レンズアセンブリで達成されます。 初期の灯台では、光源は灯油ランプ、またはそれ以前の動物または植物油アルガンドランプであり、レンズは灯台の看守によって巻かれた重量駆動の時計仕掛けのアセンブリによって回転し、時には二時間ごとに回転することもあった。 レンズアセンブリは時々摩擦を減らすために液体の水銀で浮かびました。 より近代的な灯台では、電気ライトとモータードライブが使用され、一般的にディーゼル発電機によって駆動されました。 これらはまた、灯台の看守のための電気を供給しました。

大きな全方向性光源からの光を効率的に集中させるには、非常に大きな直径のレンズが必要です。 従来のレンズを使用した場合、これは非常に厚く、重いレンズが必要になります。 フレネルレンズ（/freīnīl/と発音される）は、ランプの光の85％に焦点を当て、20％は当時の放物線反射器に焦点を当てた。 その設計は、従来のレンズ設計では、材料の重量と体積のない大きなサイズと短い焦点距離のレンズの構築を可能にしました。

フレネル灯台レンズは、屈折力の尺度である順にランク付けされ、一次レンズが最大で、最も強力で高価であり、六次レンズが最小である。 この順序は、レンズの焦点距離に基づいています。 一次レンズは最も長い焦点距離を持ち、第六は最短である。 沿岸の灯台は一般的に第一、第二、または第三のレンズを使用し、港のライトとビーコンは第四、第五、または第六のレンズを使用しています。

ニューファンドランド州ケープ-レースやハワイ州マカプー-ポイントの灯台のようないくつかの灯台は、チャンス-ブラザーズ社が製造したより強力な超放射フレネルレンズを使用していた。

最近では、多くのフレネルレンズは、より少ないメンテナンスを必要とする回転エアロビコンに置き換えられています。 現代の自動化された灯台では、回転レンズのこのシステムは、多くの場合、短い全方位フラッシュ（方向ではなく時間内に光を集中させる）を放出する高 これらのライトは高い構造の航空機に警告するのに使用される障害物表示燈に類似している。 最近の革新は”Vegaライト”、および発光ダイオード(LED)のパネルとの最初の実験である。

光特性

も参照してください:光特性

これらの設計のいずれかでは、観察者は、連続した弱い光を見るのではなく、短い時間間隔でより明るい光 明るい光のこれらの瞬間は、灯台に特有の光特性またはパターンを作成するように配置されています。 例えば、Scheveningen灯台の点滅は2.5秒と7.5秒で交互に行われます。 一部のライトには、安全な水域と危険な浅瀬を区別するために、特定の色のセクター（通常はランタンの色付きのペインによって形成される）があります。 現代の灯台は、多くの場合、光のレーダー署名もユニークであるので、ユニークな反射器やRaconトランスポンダを持っています。

建物

設計

効果のために、ランプは危険が船員によって達される前に見られるには十分に高くなければなりません。

危険な浅瀬が平らな砂浜の遠くに位置している場合、プロトタイプの背の高い石積みの海岸灯台は、海の交差点の後に上陸を行うナビゲータを支援す 多くの場合、これらは円筒形であり、岬のような背の高い構造に対する風の影響を軽減することができます。 この設計のより小さい版は港ライトとしてニューロンドンハーバーライトのような港への入口を、示すのに頻繁に使用されます。

高い崖が存在する場合は、ホートンポイントライトなどの上に小さな構造物を置くことができます。 時には、そのような場所は、頻繁に低い雲が光を不明瞭にすることができ、米国の西海岸に沿って、例えば、高すぎることができます。 これらのケースでは、灯台は、ポイントレイズ灯台のように、霧や低い雲の期間中に表面で見ることができるようにクリフトップの下に配置されます。 霧のもう一つの犠牲者は、古いポイントロマ灯台であり、1891年に下の灯台、新しいポイントロマ灯台に置き換えられました。

技術が進歩するにつれて、20世紀に建設された灯台にはプレハブの骨格鉄または鋼構造が使用される傾向がありました。 これらは、多くの場合、このようなフィンポイント範囲光のように、ブレース開いた格子ワークに囲まれた狭い円筒状のコアを持っています。

時には灯台を水自体に建設する必要があります。 波で洗われた灯台は、英国のEddystone Lighthouseやカリフォルニア州沖のSt.George Reef Lightなど、水の影響に耐えるように建設された石造構造です。 浅い湾では、スクリューパイル灯台の鉄工構造が海底にねじ込まれ、トーマス-ポイント-ショール灯台のような開いたフレームワークの上に低い木製の構造が置かれている。 ねじ山が氷によって破壊することができるのでオリエントポイントライトのような鋼鉄ケーソンの灯台は冷たい気候で使用される。 オリエントロングビーチバーライト（バグライト）は、氷の損傷の脅威のためにケーソンライトに変換されたスクリューパイルライトのブレンドです。

従来の構造では深すぎる海域では、以前のlightship Columbiaのような灯台の代わりにlightshipが使用される可能性があります。 これらのほとんどは、沖合の石油探査に使用されるものと同様の固定された光プラットフォーム（アンブローズ光など）に置き換えられています。

コンポーネント