صنعة الآلات المحركة

1995 العلوم والمعارف الهندسية

جلال شوقي

KFAS

الآلات المحركة أدوات الهندسة

طرق مهندسو الحضارة الإسلامية بشدة باب توليد الحركة (ومن ثم توليد القدرة) مِن مساقط المياه كذا من تيارات الهواء، فخططوا وصنعوا دواليب الماء، وطواحين الهواء.

دواليب الماء

في هذه الدواليب يمكن التمييز بين نوعين هما الدواليب المدفعية، والدواليب رد الفعلية، جدول (19).

 

أولاً: دواليب الماء الدفعية (Impulse Turbines)

(عنفات أو تربينات دفعية)

وهي دواليب تعتمد في عملها على الصدم المباشر لتيار الماء، وقد وقف المسلمون على نوعين منهما هما:

1- الدواليب ذات الكفات أو ذرات المغارف (Scoop Wheels) كالدواليب الواردة في الأشكال (78) إلى (80)، (85)، (86)، (88) – (96)

 

 

 

 

 

 

 

2- الدواليب ذات المجاديف أو المصدات (Paddle Wheels) كالدولابين المبينين في شكلي (83)، (84).

 

ثانياً: دواليب الماء رد الفعلية

وتعمل هذه الدواليب بتأثير رد فعل حركة الماء بين فرجات مُحرَّفة (Vaness) أو ريشات (Blades) أو أجنحة مُورَّبة، حيث يؤدي التغير في اتجه مسار الماء بين الفرجات أو الريشات أو الأجنحة الموربة إلى إدارة الدولاب.

وهذا ما يعرف بتوليد القدرة بالتربينات (العنفات) التي تعمل على مبدأ رد الفعل (Reaction – Type Turbines)، ويعرف هذا النوع من الدواليب أيضاً بالدواليب ذات الفراشات.

 

هذا ويبين شكل (98) أول رسم لما نعرفه اليوم بالتربينة (أو العنفة) رد الفعلية، حيث يسوق الجزري ضربين لهذا النوع من الدواليب هما:

1- الدواليب ذات الفرجات المُحرَّفة أو المُورَّبة (Vanes)

2- الدواليب ذات الأجنحة أو الريشات الموربة (Blades).

 

عن الضرب الأول يقول الجزري:

"والماء يدير الفرجات كالأرحاء، وهي في الطرف الأسفل من المحور، وهو يدور على سكرجة على ما جرت به العادة، وطرفه الأعلى يدور في حلقة ثابتة، وعلى نهاية هذا الطرف قرص مستدير الوجه…".

أما عن الضرب الثاني الذي يتخذ دواليب ذات أجنحة (موربة) فيقول الجزري في تشكيل القرص الخاص بها:

".. ويُعلَّم على طرف القرص نحو من عشرين علامة، ويخط من كل علامة إلى ناحية لامركز خط، وتقطع الخطوط، وهذه صورة القرص، وقط قطع على الخطوط وصارت كالريشات، وعلى مركز القرص جــ، وعلى الريشات في أطرافها ب، ثم تحرف الريشات لتصبر كسرن الرحا، فمتى صُبَّ شراب جرى على ريشات سرن ب فيدور السرن".

 

الدولاب المدار بالغاز الساخن في أعمال ابن معروف

جاء تقي الدين محمد بن معروف بأول وصف لتربينة (عنفة) تدور تحت تأثير غازات ساخنة صاعدة، وذلك في معرض شرحه لآلة السيخ الذي يوضع فيه اللحم على النار فيدور بنفسه (الباب السادس من كتاب: الطرق السنية في الآلات الروحانية لابن معروف) ، وقد أشار المؤلف إلى هذه التربينة الغازية "بدولاب بفراشات"، هذا ونورد فيما يأتي وصف هذه الآلة بلفظ ابن معروف:

 

الباب السادس

في عمل السيخ الذي يوضع فيه اللحم على النار، فيدور بنفسه من غير حركة حيوان، وهو قد عمله الناس على أنحاء شتى، منها أن يكون فيطرفه دولاب بفراشات، ويوضع بحذاهاإبريق من النحاس المفرغ المسدود الرأس، المملوء بالماء.

ويكون بلبلته قبالة فراشات الدولاب، وتوقد تحته النار، فإنه يبرز البخار محصرواً من البلبلة المذكورة فيديره، فإذا فرغ الماء من الإبريق قرب إليه ماء بارد في إناء بحيث تغطس البلبلة فيه، فإنه ذيجتذب بحرارته جميع ما في الإناء من الماء، ثم يبدأ بدفعه.

وعملوه أيضاً على حركة الدخان البارز من الأوجاق.

ورتبوا أيضاً حركته على حركة ثقالة من الرصاص كما في السواقي التي تدور بالدولاب والرقاص.

غير أنه في سنة ثلاثة وخمسين وتسعمائة بدار الإسلام القسطنطينية العظمى فكرت أنا وأخي الأكبر في عمل ذلك على أسلوب غير هذه الأساليب، قابل للنقل والتحويل من جهة إلى أخرى، غير متوقف على أمر خارج عن ذلك، كالإبريق المذكور وما يحتاج إليه من الماء والنار، وكالدخان، والثقال الرصاص المعلق في جهة من البيت لا يمكن تحويله إلى غيرها.

 

فعملنا قفصاً مربعاً ومستطيلاً من الحديد، قائماً على أربعة أرجل وفيه ثلاثة دواليب، وفي وسطه محور مربع بارز، وفي مقابلته محور آخر كذلك. فإذا اراد الإنسان استعماله وضعه في أحد جوانب المنقل وأثبت طرف السيخ فيه، وأدار المحور الأول بمفتاح معدله عشرة دوارات أو أقل أو أكثر بحسب ما يقتضيه العمل وتركه، ابتدأ السيخ في الدوران، فيدور بكل دورة من الدورات التي أدرتها عشر دورات لا بالسرعة ولا بالطبيئة، بحيث إنها ما تنقضي الماء وقد استوى اللحم، وإن تخلف في الاستواء فتعيد الإدارة بالمفتاح مرة أخرى..".

لعل وصف ابن معروف هذه التربينة (عنفة) رد فعليّة تعمل بالبخار أو بالغاز الساخن عموماً هو أول وصف في الكتابات العربية لمثل هذه الآلة المحركة، أورده سنة 1551م.

ويقتضينا الإنصاف أن نشير هنا إلى أن العالم الإيطالي الفذ "ليوناردو دافينشي Leonardo da Vinci" (1452-1519م) كان قد وضع تخطيطاً لترتيبة شواء للحم تشتمل على تربينة تعمل بالغازات الساخنة المنتصاعدة والمصاحبة لعملية الشواء، شكل (99) .

إنه مع معاصرة ابن معروف لليوناردو دافينشي، فق أحرز ابن معروف سبقاً كبيراً في توليد القدرة بتربينات (عنفات) البخار والغاز على مهندسي وعلماء الغرب ومنهم:

جيوفاني برانكا ( Giovanni Branca)، الذ انشأ تربينة بخار بدائية، تدير ماكينة، وذلك سنة 1629م، أي بعد وصف ابن معروف للتربينة بنحو ثمانية وسبعين عاماً .

كذا لوكنز Wilkins  سنة 1648م.

 

طواحين الهواء

هي دواليب تدار بتيار هوائي، وذلك بتسليط الريح على أشرعة مرتبة بطريقة شعاعية أي قطرية حول محيط الدولاب، فإذا وجه مسار الريح ليصدم الأشرعة المورية صار الدولاب من النوع رد الفعلي.

هذا وتستخدم مثل هذه الدواليب لإدارة حجر الرحا الذي قوم بطحن الغلال، ومن ثم تعرف هذه الدواليب بطواحين غلال تعمل بالهواء، أو باختصار "طواحين الهواء" ، ويبين شكل (100) مثالين لطاحونة هواء من القرن 8 هــ = 14م ينسبان إلى أحد الصناع يقال له الدمشقي

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]