Isambard Kingdom Brunel

Adı

Brunel'in emsalsiz adı, ebeveynlerinin isimlerin bir araya gelmesi ile oluşmuştur. O zamanlar çocuklara böyle ad koymak çok yaygındı.
German kökeninden gelen ve "parlak demir" anlamına gelen "Isambard" adı aynı zamanda babasının (Marc Isambard Brunel) günlük hayatta kullandığı ikinci adıdır. İkinci adı olan "Kingdom" ise annesinin (Sophia Kingdom) soyadıdır. Soy adını da yine babasından almıştır.

Gençliği

Fransız inşaat mühendisi Marc Isambard Brunel ve Sophia Kingdom Brunel'in oğlu Isambard Kingdom Brunel, 9 Nisan 1806'da Hampshire eyaletinin Britan Sokağı'nda doğdu. Babası, blok yapım makineleri üzerinde çalışmaktaydı. Sophia ve Emma adında iki ablası vardı. Aile 1808 senesinde, babalarının işi nedeniyle Londra'ya taşındı. Ailenin devamlı maddi sıkıntılarına rağmen, gençliği boyunca babasının öğretmeni gibi eğittiği Brunel mutlu bir çocukluk geçirdi. Babası ona dört yaşında çizim yapmayı ve gözlem tekniklerini öğretti. Sekiz yaşında geldiğinde Brunel Öklitçi Geometri öğrenmişti. Bu zaman zarfında aynı zamanda akıcı şekilde Fransızca konuşmaya başlayan Brunel, mühendisliğin temellerini de öğrendi. İlginç binalar çizmeye ve yapılarındaki tüm hataları bulmaya teşvik edildi.
Sekiz yaşına geldiğinde Brunel, klasik bilgiler öğreneceği Hove kasabasındaki Dr. Morrell Yatılı Okulu'na gönderildi. Doğuştan bir Fransız olan babası çocukluğunda Fransa'da alma fırsatı bulduğu yüksek kaliteli eğitimi Brunel'ın da alması gerektiğine karar vererek, Brunel'i 14 yaşında önce Normandiya'da bulunan Cean Koleji'ne,  daha sonra Paris'te bulunan Lycée Henri-Quatre orta okuluna kaydettirdi. Brunel 15 yaşına geldiğinde babası 5,000 Sterlin'den fazla borcu olduğundan Borçlular hapishanesine gönderildi. Umutsuzca geçen üç aydan sonra Marc, Rusya Çarlığı'ndan bir teklif beklediğini duyurdu. Önemli bir mühendisini kaybetmekle karşı karşıya kalan devlet, Ağustos 1821'de Marc'ın cezasını kaldırarak, Birleşik Krallıklar'da kalması şartı ile borcunu ödeyeceği 5,000 Sterlin'i verdi. Brunel 1822'de Henri-Quatre orta okulundaki eğitimini tamamladıktan sonra babası onu ünlü École Polytechnique mühendislik okuluna aday olarak gösterse de, Brunel okula girmek için yetersiz gördüldü. Brunel daha sonra önemli bir saatçinin ve mektuplarında Brunel'ın potansiyelini öven horolojist (saat bilimci) Abraham-Louis Breguet'ın yanında çalıştı. 1822 yılının sonlarına doğru çıraklığını tamamlayan Brunel, İngiltere'ye döndü.

Köprüler

Brunel'ın hatırlanmasının en büyük sebeplerinden biri de şüphesiz Bristol'daki Clifton Asma Köprüsüdür. İnşa edildiği tarihte en uzun köprü olma unvanını taşıyan 210 metre uzunluğundaki köprü Avon Nehri'nin yaklaşık olarak 61 metre üzerinden geçmektedir. Brunel, Thomas Telford önderliğindeki komiteye dört adet tasarım önerdi ancak Telford bunların tamamını reddetti ve yerine kendi tasarımını önerdi. Halkın yükselen itirazları organizasyon komitesini daha sonra Brunel tarafından kazanılacak yeni bir yarışma düzenlemeye mecbur kıldı. Bundan sonra Brunel kayınbiraderi politikacı Benjamin Hawes'a bir mektup yazdı: "Dünyanın bu kısmında bulunduğumdan beri, başardığım bunca mükemmel işten sonra, sanırım dün en güzelini başardım. Bu kadar hassas bir konuda kavga eden 15 erkek arasında oy birliği ürettim—Tadına bak".
Clifton Köprüsüne dair çalışmalar 1831'de başladı ancak Bay Charles Wetherell'ın Clifton'a gelmesi ile başlayan Kraliçe Meydanı Ayaklanmaları sebebi ile ertelenmek zorunda kalındı. Ayaklanmalar yatırımcıların kaçmasına sebep olduğundan, proje için para kalmadı ve projeden vazgeçildi. Brunel köprünün bitişini görecek kadar yaşamadı ancak İnşaat Mühendisleri Enstitütüsündeki meslektaşları ve sevenleri güzel bir anıt olacağını düşünerek yeni para kaynaklarını bir araya getirip tasarımı ıslah ettiler. Çalışmalar 1862'de tekrar başlatıldı ve Brunel'in ölümünden beş yıl sonra, 1864'te tamamlandı. 2011 yılında tarihçi ve biyografi yazarı Adrian Vaughan tarafından Köprünün tasarımcısının Brunel olmadığı, köprünün nihai halinin Brunel'in tasarımından azımsanamayacak kadar farklı olduğu öne sürüldü. Clifton Asma Köprüsü günümüzde hala ayaktadır ve üzerinden her yıl 4 milyon araç geçmektedir.
Brunel kendi demiryolu projesi için Plymouth yakınlarındaki Saltash kasabasındaki Tamar Nehri'nden geçen Muhteşem Albert Köprüsü ve Somerset Köprüsü (Bridgwater yakınlarında bulunan, alışılmadık bir biçimde lamine edilmiş ahşap iskeletli köprü), Windsor Demiryolu Köprüsü ve Berkshire Eyaleti'ndeki Thames üzerinden geçen Maidenhead Demiryolu Köprüsü de dahil olmak üzere birçok köprü tasarladı. Sonuncu köprü dünyadaki en düz, en uzun kemer köprüdür. Bugünün trenleri Brunel'ın yaşadığı zamanın trenlerinden 10 kat daha ağır olsa da köprü hala ana hat trenlerini batıya taşımaya devam etmektedir.
1845 yılında Londra'da Charing Cross İstasyonu yakınlarında Thames nehrinden geçen, asma üst geçit Hungerford Köprüsü açıldı. Ancak 1859 yılında köprü yeni bir demiryolu köprüsü ile değiştirilmiştir. Bu köprünün asma bağları Clifton Asma Köprüsü'nü tamamlamak için kullanılmıştır.
Demiryolu inşaatı kariyeri boyunca, ancak özellikle maddiyata ihtiyaç duyulan, birçok vadi geçilmesi gereken Güney Devon ve Cornwall Demiryolları'nın inşasında Brunel sağlam viyadükler yapmak için, tahta kullanımını yüksek tutmuştur. Üzerinden yıllar geçtikçe, viyadüklerin ana materyali olan ve elde edilmesi artık ekonomik olmayan civa klorid ile doyurulmuş Baltik Çam nedeni ile bu viyadükler değiştirilmek zorunda kalınmıştır.
Brunel, parlamento tarafından Hamoaze Ağzı'nı geçmek için tren feribotu kullanılmasını teklif ettiği orijinal planı reddedildikten sonra, Cornwall Demiryolu için 1855 yılında Muhteşem Albert Köprüsünü tasarladı. Köprü, yüksek bahar gelgitleri sebebi ile 139m ve 30m yükseklikteki iki ana açıklık ve çok daha kısa 17 açıklıktan oluşmaktadır. Prens Albert tarafından açılan köprü, Brunel'ın öldüğü yıl tamamlandı.
Büyük Batı Demiryolu'nun inşası sırasında Brunel tarafından yapılan birçok köprü, demiryoluna elektrik bağlanacağından tellerin geçirilmesi için yeterli alan olmaması gerekçesiyle yıkılma tehlikesi ile karşı karşıya.
Buckinghamshire ilçe belediyesi, hat üzerinde kalan dokuz tarihi yapının tamamının korunması amacı ile, diğer seçenekler üzerinde pazarlık yapmaya devam ediyor.

"Atmospheric Caper"

Başarısız da olsa, Brunel'in teknik buluşları kullandığı bir diğer proje "atmospheric caper", Büyük Batı Demiryolu'nun Exeter'den Plymouth'a kadar uzanan güney uzantısında, teknik olarak South Devon Demiryolu (SDR), trenleri lokomotif yerine Samuda'nın patentli sistemi "atmospheric traction" ve "Clegg" ile hareket ettirdiği demiryoludur. Bu yolda trenler demiryolunun ortasına yerleştirilen borulardan, sabit pompalar vasıtası ile hava emilerek hareket ettiriliyordu.
Exeter'den Newton'a (Newton Abbot) kadar tren yolu bu prensiple tamamlanmış, kare bacalı Pompalama istasyonları her iki milde bir oturtulmuş ve trenler saatte ortalama 68 miles per hour (0,030 km/s) hız ile hareket etmiştir. Seviye bölümlerinde on beş inçlik (381 mm), dikey rampalarda yirmi iki inçlik (599 mm) borular kullanılmıştır.
Atmosferik çekim gücü teknolojisi, vakum borularını tıkamak için deri kapaklara ihtiyaç duyuyordu. Vakumlar, deride bulunan doğal yağları dışarı çekti ve böylece deri suya karşı dayanıksız hale geldi. Dayanıklılığını kaybeden deri çürümeye başladı. 1847 kışında donarak besleme malzemelerini kırdı. Bunun üzerine yumuşaklığını koruması için deriye -fareleri cezbeden- donyağı tatbik edildi. Kapaklar fareler tarafından yenince vakumlar ancak bir yıl çalışmaya devam edebildi. 1847'den (Deneme sürüşleri Eylül Ayında başlamış, Şubat Ayı'nda hizmete alınmıştır) 10 Eylül 1848'e kadar. Mazı tozu ve demir oksidin reaksiyonu sonucunda valflerin çürümesi bardağı taşıran son damla olarak kayıtlara geçmiş, valf boylu boyunca perçinlerinden kurtulmuş ve tahmini değiştirme maliyeti olan £25,000 çok yüksek addedilmiştir.
Meydana gelen aksaklıklardan ve değişim maliyetinin ortaya çıkmasından sonra bütün projenin pahalıya malolmuş bir fiyasko olduğu ileri sürülmüştür.
Sistem kendisini asla kanıtlayamamıştır. SRD'nin 1848 hesapları atmosferik çekiş gücünün 3s 1d (üç şilin ve bir peni) geleneksel buhar gücünün ise 1s 4d/mil olduğunu göstermiştir. (Ispatı yapılamamıştır çünkü atmosferik çekim gücünün hizmet süresi boyunca ortaya çıkan sorunlarının yalnızca bir kısmı geçici olarak çözülmüş, ardından proje rafa kaldırılmış, gerçek maliyetleri asla hesaplanamamıştır.)
Güney Devon Demiryolu motor evlerinin bir kısmı hala yerinde durmaktadır. Borunun bir kesiti ise, deri hariç, Didcot Demiryolu Merkezi'nde saklanmaktadır.

Transatlantik Seyahatler

1835'te, Büyük Batı Demiryonu açılmadan hemen önce Brunel, Bristol'den kalkacak botlar vasıtasıyla Atlantik Okyanusu'nu aşarak New Yorka ulaşmak suretiyle ulaştırma ağını genişletmeyi teklif etti. Bu amaçla Thomas Guppy Büyük Batı Buharlı Gemi Şirketi'ni kurdu. Yalnızca buharla çalışan bir geminin bu gibi uzun seyahatlerde kullanılmasının ticari olarak elverişli olup olmadığı çok ihtilaflıydı. 1830'ların başlarındaki teknolojik gelişmeler —Kaynatıcıların tuzlu suda temizlenmek için durmaksızın çalışmasını sağlayan yüzey yoğunlaştırıcıların bulunması da dahil- uzun seyahatleri daha mümkün hale getirdi. Ancak genel kanı bir geminin yolculuk için yeterli yakıtı taşıyıp aynı zamanda ticari kargo için gerekli boşluğa sahip olamayacağı yönündeydi. Brunel Beaufoy'un deneysel kanıtlarını kullandı ve bir geminin taşıma kapasitesinin boyutlarının kübüyle, geminin hareketi sırasında suyun sebep olduğu direncin ise boyutlarının karesiyle orantılı olarak arttığı teorisini geliştirdi. Bu büyük bir geminin hareketinin küçük bir gemiye oranla daha az yakıta ihtiyaç duyacağı anlamına gelebilirdi. Teoriyi test etmek için Brunel Büyük Batı Buharlı Gemi Şirketi'ne ücretsiz olarak yardım etmeyi teklif etti. Bunun üzerine şirket kendisini yapı komitesine atayarak ilk gemisini Great Western tasarlama yetkisi verdi.
İnşa edildiğinde, 'Great Western' 71.93 m boyu ve 76.2 m omurga uzunluğuyla dünyadaki en uzun gemiydi. İnşaatında ana madde olarak odun kullanılmıştır. Ancak Brunel civata dişleri ve Demir köşegen güçlendirmeler kullanarak geminin omurgasının gücünü dengelemiştir. Buhar gücüyle çalışan vapur çarklarına ek olarak gemiye dört adet yelken direği koyulmuştur. 'Great Western' ilk seferini Bristol'de bulunan Avonmouth'tan, New York'ta bulunan Bristol'e 8 Nisan 1838'de yapmış, güvertesinde 600 büyük ton (610.000 kg) kömür, kargo ve  yedi yolcu taşımıştır. Brunel, geminin montajı sırasında çıkan bir yangın sırasında yaralanarak bu ilk geçişi kaçırmış, çıkan yangın sebebi ile suya indirilmesi ertelendiği için 'Great Western' atlantik okyanusunu yalnızca buhar gücü ile geçen ilk gemi olma fırsatını kaçırmıştır. Dört günlük avantajına rağmen rekabet eden diğer gemi Sirius, yalnızca bir gün önce yolculuğunu, mürettebat kabin mobilyası, yedek depoları ve bir direğini yakılarak, tamamlamıştır. Diğer taraftan 'Great Western' 15 gün 5 saat sonra hedefine vardığında, yakıtının üçte biri hala duruyordu. Bu başarı aynı zamanda Brunel'in hesaplarının doğru olduğunu da göstermiştir. Great Western ticari transatlantik buharlı gemi servisinin mümkün olduğunu kanıtlamış, Büyük Batı Vapur Şirketinin 1838'den 1846'a kadar Bristol - New York arasında düzenli seferler yapmasına olanak sağlamıştır. Atlantik okyanusunu 64 kez geçmiş, batıya doğru 13 gün, doğuya doğru ise 12 gün 6 saat sürede tamamladığı seferleriyle mavi kurdeleyi elinde tutmuştur. Ticari olarak da yeterince başarılı olan servis bir kız kardeş ihtiyacı doğurmuş, bu geminin tasarımı yine Brunel'den istenmiştir.
Brunel itici pervane kullanan gemilerin vapur çarkı kullananlardan daha iyi olduğuna ikna olmuştu. İtici pervaneler ile yapılan buharlı gemi testlerinden sonra, 1843'te suya indirilen Büyük Britanya için yaptığı 98 metrelik tasarıma altı büyük bıçaklı bir pervane dahil etti. Odun yerine metal, rüzgar ya da kürek yerine motor, vapur çarkı yerine ise pervane kullanılarak inşa edilen Great Britain, ilk modern gemi olarak kabul edilir. O atlantik okyanusunu geçen ilk demir kaplı pervaneli gemidir. İlk seferini Ağustos - Eylül 1845 arasında Liverpool ile New York arasında yapmıştır. 1846'da Dundrum, County Down açıklarında batan Büyük Britanya daha sonra kurtarılarak Avustralya Servisinde hizmete alınmıştır. Şu anda Bristol'de tamamen korunmuş halde ziyarete açık şekilde sergilenmektedir.
1852'de Brunel Hindistan ve Avustralya'ya sefer yapması için üçüncü bir gemi tasarımı daha yaptı. Orijinal unvanı Leviathan olan The Great Eastern, neredeyse 210 metreye varan uzunluğu, mümkün olan en lüks teçhizatı ve  4,000'den fazla yolcu kapasitesiyle zamanında yapılan gemiler içinde en son teknoloji olanıydı. Londra'dan Sydney'e ve ordan da geriye aralıksız seyahat için tasarlanan Great Eastern (Zira zamanın mühendisleri Avustralya'da hiç kömür rezervi olmadığının farkına varamamıştı) 20. yüzyılın başlarına kadar inşa edilen en büyük gemi olma unvanını korumuştur. Gemi, Brunel'in diğer birçok hırslı projesi gibi, teknik birçok problem yaşayarak bütçesini aşıp takviminin gerisinde kaldı. Pahalı ve gereksiz teknolojilerden biri olmakla itham edilen geminin zamanının yıllarca ötesinde bir proje olduğu da öne sürülmüştür.
Londra'da inşa edilen gemi, asıl amacı olan yolcu taşımada meydana gelen bir sorundan dolayı, kendisine kalıcı transatlantik faks kablosu döşeme projesinde önemli bir rol buldu. Döşenen faks kabloları, Avrupa ve Kuzey Amerika arasında sürekli iletişimi mümkün kılmıştır.