จอห์น เอลเดอร์ วิศวกรผู้ปฏิวัติเครื่องยนต์ไอน้ำแบบคอมพาวด์

จอห์น เอลเดอร์ (John Elder) (8 มีนาคม 1824 – 17 กันยายน 1869) เป็นวิศวกรทางเรือและผู้ต่อเรือชาวสกอตแลนด์ที่มีชื่อเสียงระดับโลก เขาเป็นบุคคลสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีการเดินเรือในศตวรรษที่ 19 โดยเฉพาะการนำเครื่องยนต์ไอน้ำแบบคอมพาวด์ (Compound Engine) มาใช้ ซึ่งทำให้เรือกลไฟมีความสามารถในการแข่งขันกับเรือใบในด้านประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและการขนส่งระยะไกล

ประวัติและการศึกษา

จอห์น เอลเดอร์ เกิดเมื่อวันที่ 8 มีนาคม 1824 ที่เมืองกลาสโกว์ ประเทศสกอตแลนด์ เป็นบุตรของเดวิด เอลเดอร์ (David Elder) วิศวกรโยธาผู้มีชื่อเสียง และเกรซ กิลรอย (Grace Gilroy) ครอบครัวของเขามีพื้นฐานทางช่างไม้ (Wrights) มาหลายชั่วอายุคน ซึ่งส่งผลให้เขามีทักษะและความสนใจในงานวิศวกรรมตั้งแต่เด็ก

เขาได้รับการศึกษาที่โรงเรียนมัธยมกลาสโกว์ (High School of Glasgow) โดยมีความโดดเด่นอย่างมากในวิชาคณิตศาสตร์และการเขียนแบบ หลังจากนั้นเขาได้เข้าฝึกงานเป็นเวลา 5 ปีกับ โรเบิร์ต เนเปียร์ (Robert Napier) วิศวกรชื่อดัง และได้ทำงานในโรงงานเครื่องยนต์ในอังกฤษช่วงระยะเวลาสั้นๆ ก่อนจะกลับมาดำรงตำแหน่งหัวหน้าแผนกเขียนแบบในโรงงานของเนเปียร์

การดำเนินธุรกิจและการก่อตั้งบริษัท

ในปี 1852 เอลเดอร์ได้เข้าร่วมกับบริษัท Randolph, Elliott, & Co. ซึ่งเดิมเป็นบริษัทช่างเครื่องโรงงาน (Millwrights) และต่อมาในปี 1860 ได้ขยายธุรกิจเข้าสู่การต่อเรือภายใต้ชื่อบริษัท Randolph, Elder, & Co.

หลังจากสิ้นสุดสัญญาหุ้นส่วนในปี 1868 จอห์น เอลเดอร์ ได้ดำเนินธุรกิจต่อเพียงผู้เดียวจนประสบความสำเร็จอย่างสูง โดยบริษัทของเขามีการจ้างงานพนักงานถึง 4,000 คน ในช่วงปี 1868 ถึงปลายปี 1869 เขาสามารถผลิตชุดเครื่องยนต์ได้ 18 ชุด (กำลังรวม 6,110 แรงม้า) และต่อเรือได้ 14 ลำ (ระวางบรรทุกรวม 27,027 ตัน)

บริษัทนี้ต่อมาได้กลายเป็น บริษัทต่อเรือและวิศวกรรมแฟร์ฟิลด์ (Fairfield Shipbuilding and Engineering Company) ในปี 1886 ซึ่งเป็นหนึ่งในอู่ต่อเรือที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์การต่อเรือของสกอตแลนด์

นวัตกรรมเครื่องยนต์ไอน้ำแบบคอมพาวด์

ผลงานที่สำคัญที่สุดของเอลเดอร์คือการนำ เครื่องยนต์ไอน้ำแบบคอมพาวด์ (Compound Engine) มาใช้ในทางปฏิบัติ ซึ่งเป็นการรวมเครื่องยนต์แรงดันสูงและแรงดันต่ำเข้าด้วยกัน แม้ว่าก่อนหน้านี้จะมีความพยายามในการสร้างเครื่องยนต์ลักษณะนี้ แต่ส่วนใหญ่ล้มเหลวเนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิคที่วิศวกรในสมัยนั้นไม่เข้าใจ

เอลเดอร์ประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหานี้โดยใช้หลักการทางอุณหพลศาสตร์ (Thermodynamics) ส่งผลให้สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงลงได้ถึงร้อยละ 30 ถึง 40 ซึ่งถือเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญที่ทำให้เรือกลไฟสามารถเดินทางระยะไกลได้โดยไม่ต้องบรรทุกถ่านหินจำนวนมหาศาล ทำให้การเดินเรือด้วยไอน้ำมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเรือใบในเชิงพาณิชย์

สิทธิบัตรและผลงานทางวิชาการ

เอลเดอร์ได้จดสิทธิบัตรการปรับปรุงเครื่องจักรทางเรือไว้มากมาย และได้นำเสนอผลงานทางวิชาการต่อสมาคมอังกฤษ (British Association) ในเมืองลีดส์ (1858), อาเบอร์ดีน (1859) และออกซฟอร์ด (1860) นอกจากนี้ ในปี 1868 เขาได้นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับเรือรบรูปแบบใหม่ที่เรียกว่า "เรือรบวงกลมพร้อมระบบขับเคลื่อนแบบจม" (Circular Ships of War, with immersed motive power) ต่อสถาบัน United Service Institute ในลอนดอน

บั้นปลายชีวิตและมรดกทางปัญญา

จอห์น เอลเดอร์ เสียชีวิตเมื่อวันที่ 17 กันยายน 1869 ด้วยโรคตับแข็ง (Cirrhosis of the liver) ขณะเดินทางไปขอคำปรึกษาจากแพทย์ผู้เชี่ยวชาญในลอนดอน ในขณะนั้นเขาได้รับเลือกให้เป็นประธานสถาบันวิศวกรและผู้ต่อเรือในสกอตแลนด์ (Institution of Engineers and Shipbuilders in Scotland) แต่เสียชีวิตก่อนที่จะได้เข้ารับตำแหน่ง

หลังการเสียชีวิตของเขา อิซาเบลลา เอลเดอร์ (Isabella Elder) ภรรยาของเขา ได้อุทิศตนเพื่อสืบทอดเจตนารมณ์ของสามี โดยการบริจาคเงินจำนวนมากเพื่อสนับสนุนการศึกษาที่มหาวิทยาลัยกลาสโกว์ รวมถึงการจัดตั้งตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านสถาปัตยกรรมทางเรือและวิศวกรรมมหาสมุทร (John Elder Professorship of Naval Architecture and Ocean Engineering) และการก่อตั้งวิทยาลัยควีนมาร์กาเร็ต (Queen Margaret College)

นอกจากนี้ เธอยังได้สร้างสวนสาธารณะเอลเดอร์พาร์ค (Elder Park) ในเมืองโกแวน เพื่อเป็นอนุสรณ์แก่สามี ซึ่งภายในสวนประกอบด้วยห้องสมุดท้องถิ่นและรูปปั้นของทั้งจอห์นและอิซาเบลลา เอลเดอร์