دور الآلات الميكانيكية في إحداث التطور الإنساني
aseer alsamt
دور الميكانيكا كعلم نظري وكتطبيق هندسي في المساهمة في تطور المجتمعات البشرية على كافة الأصعدة، علمية وسياسية واجتماعية واقتصادية، منذ حدوث الثورة الصناعية في إنجلترا تحديدا إلى اليوم. أي أننا لن نتحدث عن الاختراعات التي تهمنا هنا، والتي هي مرتبطة بشدة بحدوث الثورة الصناعية بشكل أو بآخر.. لن نتحدث عنها من منظور علمي نظري وأكاديمي بحت، بل سنتحدث عن كل اختراع وعلاقته بمجال بشري معين. فمثلا سنتحدث بعون الله عن المحرك البخاري بمنظور علمي كونه يعد رمزا للثورة الصناعية، كما سنتحدث عن آلة الغزل ودورها في تطور النشاط الاقتصادي , كما سنتحدث إن شاء الله عن اختراع السكة الحديدية ومساهمتها القوية في إعادة بناء كثير من المفاهيم الاجتماعية والاقتصادية لكثير من البلدان بل والعالم ككل، وأيضا سنتحدث بعون الله عن صناعة السيارة هذه الصناعة الضخمة والممتعة التي أصبحت تؤثر بشدة في كثير من سياسات الدول.
إذن، الموضوع في صلبه يشير إلى الآلات الميكانيكية، وفي نفس الوقت يبين أثر هذه الآلات على العديد من مجالات النشاط الإنساني.
1- ما هي الثورة الصناعية ؟
هي تلك الفترة التي انتشر فيها العمل اليدوي بالمكائن وتحول فيها الاقتصاد من اقتصاد زراعي إلى اقتصاد صناعي. اندلعت الثورة الصناعية في وقت ما من ثمانينات القرن الثامن عشر، حيث سقطت للمرة الأولى في التاريخ الإنساني الأغلال التي كانت تكبل القوة الإنتاجية للمجتمعات البشرية التي أصبحت قادرة منذئذ على مضاعفة الناس، والبضائع والخدمات، على نحو مستمر وسريع، وحتى الوقت الحاضر، مضاعفة لا حدود لها. وذلك ما يعرف فنيا في أوساط علماء الاقتصاد بـ "الانطلاق المستدام ذاتيا"; إذ لم يستطع أي مجتمع سابق أن يخترق السقف الذي فرضته على الانتاج بنية اجتماعية قبل-صناعية، وعلوم وتقانة قاصرة، وما يتبع ذلك من التوقف الدوري والمجاعة والموت. ولم يكن هذا الانطلاق بالطبع واحدا من الظواهر التي تداهم العالم غير الفني على حين غرة مثل الزلازل والشهب، إذ يمكن أن نعود بتاريخها السحيق في أوربا اعتمادا على مزاج المؤرخ ومصلحته الخاصة، إلى الألف الميلادية الأولة إن لم يكن قبل ذلك. وقد أسبغ لقب "الثورة الصناعية" على تجارب أخرى للتحليق كانت في ركاكتها أشبه بمحاولة صغار البط الطيران، في القرنين الثالث عشر والسادس عشر، والعقد الأخير من القرن السابع عشر. ومنذ أواسط القرن الثامن عشر، كانت عملية التسارع في الانطلاق واضحة للعيان إلى حد دفع بعض قدامى المؤرخين إلى العودة بالثورة الصناعية إلى العالم 1760، إلا أن البحث المتأني يميل إلى إقناعنا باختيار ثمانينات القرن الثامن عشر (1780) باعتباره العقد الحاسم. فقد شهدت هذه الفترة، في حدود علمنا، بداية المؤشرات الإحصائية ذات العلاقة بالارتفاع الحاد المفاجئ بصورة عمودية تقريبا، إشارة إلى بدء عملية "التحليق". وبعبارة أخرى، فإن الاقتصاد أصبح محمولا جوا!.
2-ماهي الآلة رمز الثورة الصناعية ؟
إنها – بكل تأكيد – المحرك البخاري (steam engine). والمحرك البخاري آلة تعمل بطاقة تمدد البخار. ويُسْتخدم البخار في دفع المكابس التي تدير عجلات القاطرات القوية، أو يمكن استخدامه في تدوير تربينات ضخمة تحرك مولدات كهربائية، وعابرات محيطات عملاقة. وتدار بالبخار أيضاً المضخات الكبيرة، ومعدات الحفر وأنواع أخرى كثيرة من الآلات القوية.
كان ابتكار المحرك البخاري في القرن الثامن عشر قد مكّن من ظهور الصناعة الحديثة. وحتى ذلك الوقت كان الناس يعتمدون على قوة عضلاتهم أو قوة الحيوان أو قوة الرياح أو قوة المياه. ولكن محركاً بخاريًا واحدًا يمكنه أن يقوم بعمل مئات الخيول. ويستطيع المحرّك أن يمدّ كل الآلات في مصنع ما بالقدرة اللازمة. وتستطيع القوة البخارية أن تجر قطار شحن محملاً بالبضائع الثقيلة، مسافات طويلة خلال يوم واحد. وقد وفرت البواخر البخارية وسيلة انتقال آمنة وسريعة.
كانت أول محاولة فعلية لصنع محرك بخاري، للعالم هيرون الذي عاش في الإسكندرية، عام 60م. وقد تألف هذا المحرك من إناء زجاجىّ كروي صغير محمول على أنبوبة متصلة بغلاية. ثم ثُبتِّت أنبوبتان على هيئة حرف L على الناحيتين المتقابلتين للإناء الكروي. وعندما اندفع البخار خارجًا من الأنبوبتين، تسبب ذلك في دوران الإناء الكروى بسرعة عالية. بَيْد أن هذا المحرك لم يساعد في إنتاج حركة قوية. وقد انقضت مئات السنين قبل ظهور أول محرك بخاري ناجح في أواخر القرن السابع عشر.
ويذكر أن العالم السكندري هيرون ترك لنا وصفا لطريقة حاذقة، استطاع بواسطتها قدماء الكهنة المصريون، أن يخدعوا الشعب، ويجعلونه يؤمن بالمعجزات. ويظهر في الشكل محراب (مذبح) معدني مجوف، وقد أخفيت تحته في باطن الأرض، آلية تحرك أبواب المعبد. وقد أقيم المحراب أمام المعبد. وعندما تشعل النار، يسخن الهواء الموجود داخل المحراب، حيث يضغط بقوة على الماء الموجود في إناء مخفي تحت الأرض. فيندفع الماء من الإناء إلى الأنبوبة، ومنها ينسكب في السطل، الذي يهبط، ويدير بهبوطه، الآلية التي تحرك الأبواب.
أما الجمهور المشدوه فكان يؤمن بالمعجزة التي تحدث أمامه: حالما تبدأ النار بالاشتعال فوق المحراب، فإن أبواب المعبد تفتح على مصاريعها من تلقاء نفسها "بفضل دعاء الكاهن"!!.
يعمل المحرك البخاري عندما يشغل البخار الآلة بالدفع أولاً على أحد أوجه المكبس ثم على الوجه الآخر. ويوجه صمام منزلق البخار من وجه إلى آخر. وفي الشكل يدخل البخار من الجانب الأيسر للأسطوانة ويدفع المكبس إلى اليمين. وحالما يتحرك المكبس يُدير ذراعه الحذافة مقدار نصف دورة. وحين يصل المكبس للناحية اليمنى من الأسطوانة (في الشكل) يتحرك الصمام المنزلق ويدفع البخار ليسري خلف المكبس مرة أخرى. يوجه البخار المكبس على التحرك إلى الجهة اليسرى. وعندئذ يجذب ذراع المكبس الحذافة لتُكمل دورة واحدة، ويخرج البخار في الناحية اليسرى من الأسطوانة عبر مخرج العادم.
لا ينتج المحرك البخاري القدرة، ولكنه يستخدم البخار لتحويل طاقة الحرارة الناشئة عن احتراق الوقود إلى حركة دورانية أو حركة إلى الأمام والخلف، لأداء شغل معين. ولكل آلة بخارية فرن يحرق فيه الفحم الحجري أو الزيت أو الخشب أو أي وقود آخر لإنتاج طاقة حرارية. وفي محطات القدرة الذرية يحل المفاعل محل الفرن، وتنشأ الحرارة من انشطار الذرات. ولكل آلة بخارية مِرْجَل (غلاية) تتم داخله إحالة الماء إلى بخار. ويتمدد البخار أو يأخذ حجماً أكبر من حجم الماء عدة مرات. ويمكن استخدام طاقة التمدد هذه بطريقتين: 1- لدفع مكبس إلى الأمام والخلف 2- لإدارة توربين.
المحركات البخارية المكبسية :
لها مكابس تتحرّك للأمام وللخلف في أسطوانات. وهناك أنظمة عديدة من الصمامات تسمح بدخول البخار إلى الأسطوانة، ودفع المكبس أولاً في اتجاه ثم في الاتجاه الآخر قبل تصريف البخار إلى العادم. وعادة ماتسمى هذه المحركات بالمحركات الترددية، بسبب حركة مكابسها جيئة وذهاباً. وتتطلب المطارق البخارية التي تستخدم في دفع خوازيق الأرض أو في طرق المعادن مثل هذا النوع من الحركة بيد أن القاطرة تتطلب حركة دورانية لإدارة عجلاتها. ويتم الحصول على هذه الحركة بتوصيل المكابس إلى عمود مرفقي. وفى بعض المحركات البخارية الترددية ـ وتسمى المحركات المركبة ـ ينساب البخار خلال أربع أسطوانات ويقوم بتشغيل أربعة مكابس.
التوربينات البخارية :
تُنتج التوربينات البخارية حركة دورانية. ولتوربين البخار عدة مجموعات من العجلات ذات الرِّيَش المركبة على عمود طويل. ويدخل البخار من ناحية، فيدير العجلات ذات الرِّيَش أثناء اندفاعه عليها. وتُستخدم التوربينات البخارية في إدارة المولدات الكهربائية ورفّاسات البواخر.
لمزيد من الاطلاع :
Howstuffworks "How Steam Engines Work"
Steam engine - Wikipedia, the free encyclopedia
Neolithic Revolution - Wikipedia, the free encyclopedia
The Neolithic Revolution - Free Essays, Free Term Papers, Free Book Reports etc.
المقال :
تجميع وكتابة الاخ / مؤيد الرفاعي
Need to know the score, the latest news, or you need your Hotmail®-get your "fix". Check it out.