在世界大戰中保衛美國的民間船主和發明家

The inventor and ship owners helping defend the United States in World War I

 

陸天麗、蘇麒雲

 

【關鍵字】埃爾默•安布羅斯•斯佩利、第一次世界大戰、船東

【keywords】Elmer Ambrose Sperry; World War I; ship owners

 

第一次世界大戰進行2年多後，美國國會於1917年4月6日對德國宣戰。為了解救已經在前線的英國和歐洲盟友，美國海軍的任務是將數以百萬計的美國士兵和物資穿越大西洋運送到法國。然而，美國海軍沒有做好行動準備，艦艇和軍力嚴重不足。為了幫助履行新的義務，一些私人擁有的遊艇和大型摩托艇被用作海軍船隻，為贏得戰爭勝利作出了重大貢獻。

美國著名發明家和企業家埃爾默•安布羅斯•斯佩利（Elmer Ambrose Sperry）用的發明為美國和盟軍的艦船和飛機服務，在2次世界大戰中先後作出了貢獻。他被稱為「現代導航技術之父」。

 

在第一次世界大戰中跨洋參戰保衛美國的民間遊艇和摩托艇

 

第一次世界大戰始於1914年8月，美國在戰爭中保持中立，直到1917年4月6日國會對德國宣戰。

1917年5月18日，美國國會通過了《選拔性兵役法》，授權聯邦政府通過徵兵臨時擴大軍隊規模（草案）。該法案最終要求21至45歲的所有男子登記服兵役。根據《選拔性兵役法》，約有2,400萬男子登記參軍。在派往歐洲的美國軍隊中，有280萬人應徵入伍，200萬人自願加入。

宣戰後，海軍部長丹尼爾斯（Josephus Daniels）立即命令艦隊動員起來。然而，美國海軍沒有足夠的行動準備。與海戰有關的每一項相關職能都必須在付諸實施之前進行規劃，例如海外基地的規劃（建設和安置）和運輸部隊的能力（在幾個月內雇用數百萬人）。它開始部署任何可用於護航任務的船隻，並為商船配備由武裝警衛分遣隊執勤的小型艦炮。然後，它開始努力建造新的軍艦、彈藥、飛艇和其他戰爭物品。

為了幫助履行新的義務，一些私人遊艇和大型摩托艇被調用支援海軍。遊艇足夠大，可以橫渡大西洋和執行任務；摩托艇用於大西洋沿海地區和東海岸的港口。一旦服役，這些船由海軍人員擔任海員，並在海軍行動中發揮關鍵作用。大多數遊艇航行到歐洲服務；較小的摩托艇用於港口和海岸巡邏和防禦。

1917年4月2日（美國宣戰之前），海軍部命令任命哈爾斯特德（Alexander S. Halstead）上尉領導的評估委員會，對海軍部考慮通過購買或租船獲得的民用船隻進行評估並確定其價值。

3天後，即4月5日，美國總統威爾遜（Woodrow Wilson）發布了2584號行政命令，該命令為美國海岸線的選定地區建立了防禦海域和條例。

4月28日，美國海軍從約翰•波登（John Borden）那裡購買了「卡納瓦二號」遊艇，並在同一天對該船進行了調試。它成為美國海軍卡納瓦號（SP-130），由副司令波登指揮，卡納瓦號改名為「皮卡號」。

 

巡邏艇利埃特號

 

105年前，1917年8月5日，也就是美國代表盟國參加第一次世界大戰大約1個月後，一艘名為利埃特（Riette）的摩托艇在紐約海軍造船廠服役於美國海軍（該船廠後來被命名為布魯克林海軍船廠）。

利埃特由總部位於紐約的20世紀遊艇、快艇和引擎公司於1916年建造。最初命名為阿瑪莉亞三世（Amalia III），後改名為特梅甘二世（Temegan II），然後再次改名為利埃特（Riette）。這艘摩托艇的所有者是康乃狄克州里奇菲爾德（Ridgefield）的謝爾敦博士（George G. Shelton）。海軍於5月19日從他手中收購了利埃特。

在海軍服役後，利埃特號成為了武裝摩托艇USS Riette（SP-107）。首席水手長的大副麥卡弗里（Joseph McCaffrey）成為了船長。在作為一艘巡邏船的戰時服役期間，利埃特號在長島北岸的傑弗遜港附近巡邏；康乃狄克州布利奇波特的黑岩社區；以及紐約州洛克蘭縣哈德遜河部分區域內的愛奧那島。利埃特也駐紮在紐約海軍造船廠。

戰爭結束後，利埃特繼續在海軍服役數月。她於1919年8月14日退役。同年10月30日，她被賣給了一個私人派對。隨後的遊艇註冊證實，利埃特作為一艘民用摩托艇一直服役到1958年。

 

大爆炸

 

在一場充滿悲劇和人類苦難的戰爭中，加拿大新斯科舍省哈利法克斯（Halifax, Nova Scotia）發生的事件是最嚴重的。1917年12月6日上午，一場巨大的爆炸襲擊了該鎮。爆炸「摧毀了3,000所住宅，造成1,600多人死亡，9,000人受傷，其中許多死者是兒童。」

這場致命災難的原因是什麼？當天早上，載有5,000噸黃色炸藥的法國貨輪「勃朗峰號」（Mont Blanc）在哈利法克斯外港與挪威輪船Imo相撞。

碰撞發生後，勃朗峰上開始起火。船上的海員試圖撲滅大火，而不是將船鑿沉。然而，當火到達炸藥時，發生了一次相當於小型核爆炸的爆炸。「勃朗峰幾乎消失了，衝擊波將Imo拋上了岸。」

哈利法克斯港的勃朗峰災難是歷史上最嚴重的海上悲劇之一。這艘船從紐約駛往歐洲，是數百艘在紐約裝載爆炸性極強貨物前往歐洲戰爭的船隻之一。

正是哈利法克斯災難導致美國領導人授權海岸警衛隊確保類似事件不會在美國發生。

 

美國海岸警衛隊

 

美國宣戰後，美國海岸警衛隊成為海軍部的一部分。從華盛頓向海岸警衛隊的每一艘巡邏艇和海岸站發送了一份編碼調度。軍官和士兵、船隻和部隊被轉移到海軍的作戰控制。因此，海軍增加了223名委任軍官，約4,500名應徵士兵，47艘各類船隻，以及分布在整個美國海岸線上的279個兵站。隨著時間的推移，美國海岸警衛隊的許多人員和船隻被轉移到歐洲或加勒比地區。

 

 

在第一次世界大戰期間，海岸警衛隊繼續執行管理美國港口和領海船舶停泊和移動的各種規則和條例。1917年6月通過的《偵探法》賦予海岸警衛隊進一步的權力，以保護商船免受破壞。該法案包括「保護濱水財產、監督船舶移動、建立錨地和限制區，以及控制和驅逐船上人員的權利」。

軍隊、彈藥、車輛、補給和其他戰爭物資主要從美國東海岸港口出發。美國的大部分彈藥都是從紐約港運出的。在一年半的時間裡，1,600多艘載有3.45億噸炸藥的船隻從紐約港啟航。

1918年，負責紐約港的海岸警衛隊部門是海岸警衛隊中最大的單一指揮部。它由1,400多名官兵、4艘美國陸軍工程兵團拖船和5艘港口小船組成。

 

沿美國東海岸的行動

 

第一次世界大戰期間，德國襲擊者和U型艇在大西洋、加勒比海和墨西哥灣的襲擊要嚴重得多，但美國東海岸也發生了一些孤立事件。它們致命地提醒人們為什麼需要巡邏。

1918年7月21日上午，德國潛艇U-156試圖切斷從奧爾良到法國布列斯特的跨大西洋通信電纜。潛艇海員意識到拖船珀斯安博伊（Perth Amboy）正在拖曳3艘駁船和三桅縱帆船蘭斯福德（Lansford）。

U-156在離奧爾良約3英里處浮出水面，向拖船、駁船和船隻發射了2門甲板炮。珀斯安博伊號嚴重受損，而縱帆船和駁船被擊沉。

新建成的查塔姆海軍航空站的2艘柯帝士HS-2L飛行艇在收到射擊警報後，向U-156投擲了炸彈；然而，也許是由於技術問題，或者是因為飛行員在武裝炸彈方面缺乏經驗，炸彈未能爆炸。作為報復，U-156豎起大炮向飛機開火。這些炮彈沒有擊中，但有些落在荒蕪的沼澤地和諾塞特海灘（Nauset Beach）上。這一行動使奧爾良成為美國第一次世界大戰期間唯一受到敵人炮火襲擊的地方。

美國海岸警衛隊第40站在敵人炮火下發射了一艘衝浪艇；海員們划船去營救被困在拖船和駁船上的32名水手。在長達一小時的交戰中，U-156發射了147發炮彈，隨後潛入水中，向北前進，隨後攻擊了其他盟軍船隻。

報紙將這場戰鬥稱為「奧爾良之戰」，並獎勵在芬迪灣發現德國潛艇補給基地的人員。對奧爾良的「襲擊」是第一次世界大戰期間同盟國（Central Powers）對毗鄰美國的唯一一次襲擊。這也是自1846年圍攻德克薩斯堡以來，美國首次遭到外部力量炮擊。

1918年7月22日，「奧爾良戰役」的第2天，「聖地牙哥號」（San Diego）裝甲巡洋艦在從朴茨茅斯海軍基地駛往紐約市的途中發生爆炸。當爆炸發生在機艙吃水線以下的左舷時，該船位於火島東北部。爆炸阻止了水密艙口關閉，導致機艙和消防室在幾分鐘內被淹沒。

「聖地牙哥號」船長命令他的士兵到戰鬥地點，船開始開火，但沒有真正的目標。船繼續在水上航行；很快就很明顯，船會沉沒，棄船的命令下達了。爆炸發生後僅28分鐘，「聖地牙哥號」就沉沒，船上有6名海員。任何其他來源都沒有報告該地區有U型艇。最終，沉船被歸咎於U-156埋設的水雷。「聖地牙哥號」是在第一次世界大戰中唯一失事的美國海軍主力艦。

第一次世界大戰期間唯一在戰鬥中失事的一艘燈船是鑽石淺灘71號（Diamond Shoal Lightship No. 71）。1918年8月6日，該船在北卡羅來納州鑽石淺灘附近巡邏。燈船遇到了因U-140而沉沒的SS莫拉克號（SS Merak）貨船，倖存者獲救；LV-71向友軍船隻發出警告，有一艘U型潛艇在該地區。潛艇聽到消息後返回。抵達後，她浮出水面，U艇的海員要求美國人放棄燈船。由於船上沒有武器，海員們別無選擇，只能棄船上岸。U-140用甲板炮摧毀了這艘船。

 

在2次世界大戰中保衛美國的發明家先驅斯佩利

 

埃爾默•安布羅斯•斯佩利（Elmer Ambrose Sperry，1860年10月12日－1930年6月16日）是美國發明家和企業家。他的發明為鐵路、汽車、航運和飛機工業做出了貢獻。他還開發了一些美國和盟軍使用的發明，在2次世界大戰中先後作出了貢獻。他被稱為「現代導航技術之父」。

 

 

鐵路安全

 

自19世紀30年代初美國鐵路開始營運以來，鐵路工程師一直致力於防止因鐵路軌道故障而導致脫軌或其他事故。軌道會因日常受到軌道車的磨損，再加上軌道暴露於雨、雪、冰和極端寒冷和高溫之下，多年使用和天氣條件可能導致軌道惡化。軌道故障可能導致昂貴鐵路設備的損壞、貴重貨物的損失，最重要的是，火車上的人員受傷或死亡。

1928年11月15日之前，檢查鋼軌缺陷的唯一方法是目視檢查。然而，雖然這種方法可以發現可見的鋼軌缺陷，但無法確定鋼軌內部是否損壞。

例如，1911年在紐約曼徹斯特發生的火車脫軌事故導致29人死亡，60人受傷。美國安全局（後來聯邦安全機構的前身）調查了脫軌事件。該局的結論是，對軌道的目視檢查無法阻止事故的發生，因為故障是由「軌道內部橫向裂縫」造成的。

從1923年開始，發明家兼企業家斯佩利在他的斯佩利鐵路服務公司研究一種「確定軌道上潛在致命裂縫」的方法。大約5年後，斯佩利開發並製造了一輛名為SRS 102的「軌道探測車」。

從1928年開始，斯佩利的軌道車首次用於俄亥俄州蒙彼利埃和印第安那州克拉克樞紐之間的瓦巴什鐵路。SRS 102在軌道上進行磁通洩漏。低電壓電流通過軌道產生磁場。然後，車廂上的線圈感應到軌道周圍磁場的變化。只要存在缺陷，部分磁通量就會被擠出零件，這一點可以被檢查員檢測到。

在最初運行期間，SRS 102在2周內測試了155英里的軌道，平均每天發現14個缺陷。雖然由於技術限制而沒有檢測到所有內部缺陷，但這是鐵路維護和安全方面的重大突破。

因此，我們在這一天紀念鐵路探測車的首次商業使用。這個發明解決了一個重大挑戰，並有助於防止軌道沿線的服務故障和脫軌。

如果斯佩利沒有做任何其他事情，開發SRS 102將是一項重大成就。然而，鐵路探測車並不是斯佩利對交通和工業的唯一貢獻。

 

煤炭工業、公共交通和電動汽車

 

在職業生涯的早期，斯佩利創建了一個將電力引入煤礦的系統。1887年，27歲時，斯佩利的電力系統允許他自己設計的採礦設備在地表深處使用，這大大增加了煤炭產量。這導致了1888年斯佩利電機採礦公司的成立。

斯佩利隨後於1890年成立了斯佩利電氣鐵路公司。他從他的採礦公司的電動火車中汲取靈感，創造了電力驅動的手推車，供俄亥俄州和賓夕法尼亞州的多個丘陵城市使用。斯佩利還設計了一輛電動汽車；這使他獲得了多項發明專利，這些發明後來被用於可擕式鉛酸電池的開發。1896年，斯佩利在巴黎駕駛他的電動車；這是巴黎第一輛美國製造的汽車。1896年，通用電氣從斯佩利購買了鐵路公司及其相關專利。

1900年，斯佩利在華盛頓特區開始了一個電化學實驗室。在那個實驗室裡，斯佩利和他的同事克利夫頓•湯森（Clifton P. Townshend）開發了一種製造純鹼的工藝。他們還發現了一種從廢金屬中回收錫的方法。

 

對海運業的影響

 

斯佩利還幫助開發了第一個可行的陀螺羅盤，使船隻在海上能夠更好地找到地理方向。從那時起，這項技術也被用於幫助駕駛飛機和航天器。

斯佩利發明了一種工作的陀螺羅盤，部分原因是1898年橫渡大西洋航行時暈船。這使得他開始開發在船上安裝大型陀螺儀，以減少波浪的橫搖效應。他的陀螺儀穩定器不同於當時使用的其他系統；它有一個內置的感測器來檢測系統試圖緩解的波浪的最初跡象。

1911年，斯佩利與美國海軍合作，將他的陀螺穩定器納入海軍艦船。儘管穩定器顯著減少了船舶在公海中的橫搖，但由於其安裝和維護費用高，「陀螺穩定器」從未得到廣泛使用。

1908年，斯佩利為他的陀螺儀開發了另一種用途。當時，由鋼製成的船上的磁羅盤很難保持磁北，因為鋼導致磁場的變化。斯佩利和他的商業夥伴漢尼拔•C•福特（Hannibal C Ford）開始研製一種可以取代磁羅盤的陀螺羅盤。

1910年，斯佩利在紐約布魯克林成立了斯佩利陀螺儀公司。那年，他的第一個導航陀螺儀在美國海軍特拉華號戰艦上進行了測試。經過多次成功的測試，斯佩利的陀螺羅盤被安裝在美國、英國、法國、義大利和俄羅斯的多艘軍艦上。第一次世界大戰期間，陀螺羅盤的重要性增加；羅盤被改裝成幫助船隻自動轉向穩定的航線。

 

飛機改進

 

斯佩利還與兒子勞倫斯•伯斯特•斯佩利（Lawrence Burst Sperry）合作，創造了一種陀螺儀，通過「一系列伺服系統」控制飛機的升降舵和副翼。斯佩利成功地將其陀螺儀穩定器技術應用到飛機上，在那之前，該技術被認為只適用於大型船舶。這導致斯佩利和他的兒子在1914年6月贏得了法國航空俱樂部建造更安全飛機的比賽；斯佩利的兒子完成了一次「無手」飛行，通過了評價。

儘管斯佩利的陀螺儀穩定系統從未大規模生產，但它後來成為他兒子的自動駕駛系統的基礎。

斯佩利和彼得•休伊特（Peter Hewitt）於1916年開發了休伊特•斯佩利（Hewitt-Sperry）自動飛機，它是最早成功的無人機先驅之一。

1917年，斯佩利解決了飛機轉彎時磁羅盤指示相反位置的問題。他發明了「陀螺儀轉向指示器」，後來進行了修改，現在被稱為「轉向和滑動指示器」。斯佩利後來開發了定向陀螺儀和陀螺儀地平儀；這些發明共同創造了一套飛行儀器，成為所有飛機的標準設備。

 

更多軍事應用

 

在第一次世界大戰和第二次世界大戰中，斯佩利的公司都為軍方製造了陀螺儀。在第一次世界大戰期間，他致力於製造一種「飛行炸彈」。1918年3月6日，斯佩利利用無線電控制，引導一枚空中魚雷超過半英里。這項技術後來被用於幫助引導魚雷、船隻、飛機和太空船。這使得斯佩利致力於相關設備，如炸彈瞄準器、火控、雷達和自動起降。

斯佩利還開發了一種系統，可以從船內的「火力控制室」同時控制船上的炮。火控系統使用斯佩利的陀螺儀設備，根據船舶航向的變化來校正每門炮的位置。火控系統允許整個電池集中在一個點上。該控制系統在第一次世界大戰期間安裝在所有美國海軍戰艦上。

斯佩利於1914年開始與美國海軍合作，開發可用於海軍炮塔的高功率照明。斯佩利和他的團隊發明了一種新的弧光燈，這種弧光燈「將氣體加熱到白熾度，產生的光源亮度是當時其他連續光源的5倍。」1918年，斯佩利發明了一個高強度弧光燈作為探照燈，被美國陸軍和海軍用作探照燈。

如果說斯佩利為交通運輸及其各種運輸方式做出了巨大貢獻，這確實是一種輕描淡寫的說法。他的多產發明服務於所有模式。

 

 

參考文獻

 

1. Scott Mall: FreightWaves Classics: Pioneers Elmer Sperry’s inventions contributed to all modes of transportation, American Shipper November 15, 2021
2. Scott Mall: FreightWaves Classics: Yachts and motorboats helped defend the United States in World War I, Americsn Shipper June 24, 2022