تطور وسائل النقل

منذ أن أوجد الله الإنسان على الأرض وهو يحمل في قلبه طموحان، الطموح الأول وهو كيف يتعلم عن هذه الأرض ويعمل في تطويرها وتحسينها، والطموح الثاني وهو كيف يصل ويكتشف جميع أرجاء هذه الأرض،.

بدأ أولا بالمشي على قدميه ليجتاز المسافات ويصل إلى أماكن لم تكن معروفة عنده، ودام ذلك فترة لا بأس بها في تاريخ التطور البشري في وسائل النقل والترحال، ثم بدأ باستخدام الحيوانات من البغال والحمير والخيول للتنقل بين المسافات ودام ذلك فترة كبيرة جدا من التاريخ حيث قام بالتنقل على ظهورها للمسافات القريبة والبعيدة على الحد سواء.

ولكنه بعد ذلك قام بتحسين النقل عليها فقام بصناعة الخشب لها وجعل منها ركوبا مريحا له ولغيره ثم بدأوا استخدام الجمال للتنقل في المسافات البعيدة وصنعوا لها الأسندة والغطاءات وزادوا من القماش والزينة وداموا على ذلك فترة لم يتطوروا فيها في وسائل النقل إلا مع ظهور فكرة الفلك والسفن في البحر فأصبح التنقل أسهل باستخدام الرياح وبدلالات النجوم والأقمار وداموا على تلك الوسيلة البرية من الحيوانات والبحرية من الفلك فترة طويلة أيضاً، ولكن في تلك الفترة لم يتوقفوا عن البحث والتنقيب وفكروا بتجريب الطيران ولكن مع محاولات كثيرة إلا أنهم لم يصلوا إلى طريقة ذلك.

ومع انطلاق الثورة الصناعية في أوروبا بعد أن وصلت الرحلات البحرية إلى حدود لم تصلها البشرية قبلا، بدأ التفكير بصناعة القطارات وقاموا بصناعة الآلات التي تتحرك كالقطارات والعربات عن طريق الآلة البخارية، ثم باكتشاف النفط بدأ استخدامه في تحريك المركبات عن طريق نظريات الاحتراق الفيزيائية التي عمل عليها علماء الفيزياء بعد الثورة الصناعية بفترة ملحوظة، ومن الملاحظ أيضا ظهور الطائرات في تلك الفترة التي بدأت باستخدام الحركة الشراعية، ثم استخدامها للنفط في الطيران، وبقياس ذلك التطور عن ما قبل الثورة وما بعدها فإننا نلاحظ حجم التطور الكبير الذي طرأ على وسائل النقل الموجودة في العالم، ولكن مع تطور نظم الاتصالات والتواصل بين البشر أصبحت تلك الوسائل برغم تطورها الكبير وسائل نقل بطيئة جدا، وذلك بعد الاكتشافات الفلكية التي صرحت بأن المسافات التي لم نعرفها أكبر ببلايين المرات من التي عرفناها لدرجة أنهم وصلوا للقول بأن ما عرفناه هو جزء لا يذكر مما لا نعرفه، وهذا الأمر يدفع الباحثين اليوم إلى تطوير وسائل نقل جديدة قوية جدا تعتمد على عوامل مهمة جدا تختلف تماما عن العوامل التي كان يبحق فيها سابقا، ومن ارهاصات المرحلة القادمة ظهور القطار الكهربائي الذي يقطع المسافات الهائلة والشاسعة بسرعة تصل إلى 700 كم في الساعة، وكذلك الطائرات التي تطورت سرعتها، ومما لا يخفى أمل الباحثين في اكتشاف نظريات النقل البعدي التي تمكنهم من الانتقال إلى أي مكان بلمح البصر، وتقوم المؤسسات المختصة بذلك بإنفاق المليارات على هذا المشروع الذي من المتوقع أن يكون حقيقة خلال العقد القادم من هذا القرن.



مراحل تطور وسائل النقل



مراحل تطور وسائل النقل


وسائل النقل عبر التاريخ مرت بسلسلة طويلة متصلة من القفزات النوعية في هذا المجال ، بدأت من المشي على القدمين وصولا إلى المركبات الفضائية الحالية :

زلاجة : 7000-4000 قبل الميلاد

منذ بداية التاريخ البشري الناس وامتدت أي حمولة ثقيلة جدا ليتم حملها. لكن الأجسام الكبيرة وغالبا ما تكون من الشكل والملمس محرجا ، عرضة لل عطل في أي خشونة في الأرض . الحل الطبيعي هو أن نقلها على منصة مع المتسابقين على نحو سلس - زلاجة .

ومن المعروف مطارق خشبية الأول ، من قبل 7000 قبل الميلاد على الأقل ، من بين المجتمعات التي تعيش على الصيد وصيد الأسماك في شمال أوروبا ، على هامش القطب الشمالي . فمن الممكن أن أنها تستخدم الكلاب لسحب منهم ، ولكن التقدم التكنولوجي هو قيمة حتى من دون قوة الحيوان . على أرض جليدية رجل يمكن نقل عبء ثقيل على زلاجة مع جهد قليل نسبيا .

تدجين الماشية ، وعلى الأخص اكتشاف أن ثور مخصي يصبح ثور منصاع ولكنها قوية جدا ، يعني أن البشر يمكن نقل الأحمال أثقل من ذي قبل . ويتم ذلك في البداية على زحافات ، الذي انزلق بشكل كاف على العشب الجاف من سهوب جنوب روسيا و على الأرض العطشى من بلاد ما بين النهرين . في كلتا المنطقتين تجرها الثيران الزلاجات هي قيد الاستخدام من قبل 4 آلاف سنة قبل الميلاد .

المرحلة التالية الطبيعية هو إضافة عجلات .


عربة : 3000 BC

يحصل عالقا عربة في الوحل، و منذ أكثر من 5000 سنة ، بالقرب من ما هو الآن زيورخ. فقد اثنين من أزواج من العجلات الخشبية الصلبة ، كل تعلق على المحور الذي يتحول معهم . عربة ثقيل على نطاق واسع (ربما حوالي ثلثي طن ، أو 700 كجم ) و عالق أنه غير رجعة . فإنه يبقى حيث هو. فمن الآن واحدة من أقدم الأمثلة المعروفة من وسائل النقل ذات العجلات.

سواء وضعت لأول مرة باعتبارها ' اختراع ' في مكان واحد ، أو إعادة اختراع في عدة ، ويبدو عجلات قد تطورت باعتبارها الحل الطبيعي لمشكلة النقل في المناطق التي هي على حد سواء الثيران والخشب المتاحة. وبحلول عام 2000 قبل الميلاد الثقيلة النقل بعجلات قيد الاستخدام في المنطقة الممتدة من شمال أوروبا إلى غرب بلاد فارس و بلاد ما بين النهرين .

مصنوعة من عجلات عربات الأول إما من قطعة واحدة من الخشب أو من ثلاثة ألواح انضم؛ أحيانا أن تتحول على المحور ، وأحيانا معها. السرعة ليست هي السمة الرئيسية ل مثل هذه السيارة ، مثل أي شخص سوف نعرف من شهد عربات تجرها الثيران على الطرق الزراعية في الهند اليوم . وحتى مع ذلك ، وخلال الألف الثالث قبل الميلاد عربات اكتساب مكانة ملكي بالإضافة إلى الاستخدامات العملية. لا يمكن إلا أن نقل الملك على عرشه في حوالي اثنين كيلومتر في الساعة في احتفال عام ، ولكن المقابر الملكية تكشف أن كلا من عربة و الثيران وتقدر قيمة ما يكفي ل يكون مطلوبا في العالم المقبل .

لقدر أكبر من بريق ، و سرعة أكبر بكثير ، وهناك حاجة إلى عنصرين جديدين - الحصان والعجلة مزود باسلاك .

ما هو النقل




تعريف النقل:

النقل هي عمليّة الانتقال من مكان إلى آخر باستخدام وسيلة معيّنة لتحقيق هذا الهدف، سواء بنقل الأشخاص أو البضائع. وقد تطوّرت وسائل النقل منذ القدم حتّى عصرنا الحالي تطوّراٌ، وقد كان لها تأثيرها الإيجابيّ والسلبيّ بنفس الوقت. حيث أنّها تطوّرها ساعد في إنشاء حركة التجارة، سواء التجارة المحليّة أو التجارة الدوليّة، فهي العامل الأساس المساعد في قيام الحضارات وتطويرها.

تاريخ النقل:

لقد كانت طرق النّقل في البداية بدائيّة جداً وصعبة، حيث كانوا يتنقّلون من مكان لآخر مشياً على الأقدام، وينقلون بضائعهم على ظهورهم، أو يضعوها على رؤوسهم أيضاً، أو يجرّوها. وقد بدأ الناس يستغلّون الحمير والحيونات الأخرى كالثيران كذلك في نقل البضائع، وهذا قبل خمسة آلاف سنة قبل الميلاد. وفي عام ثلاثة آلاف قبل الميلاد، اخترع سكان الرافدين المركبات التي تتكوّن من أربع عجلات، وكذلك القوارب الشراعيّة التي اخترعها الفراعنة المصريون عام 3200 قبل الميلاد؛ وقد كانوا يستخدمونها لغرض نقل البضائع أيضاً. أمّا في القرن الرابع قبل الميلاد، قام الرومان بإنشاء أول الطرق المعبدّة، وحتى نصل للقرن الثاني عشر الميلادي، فإنّ الأوربيون كانوا قد استخدموا الأحصنة في التنقّل، وقد ابتكروا المركبات التي تجرّها الأحصنة، واستخدموها لتنقّل البشر أنفسهم.

في القرن الخامس عشر الميلادي تمّ تحسين وسائل النقل البحريّة، وزادوا من قدرة السفن على الإبحار في المحيطات والبحار، ليصبح بالإمكان الإبحار لمسافات بعيدة وأيام كثيرة. وفي القرن السابع الميلادي تم افتتاح أول خط للعربات في مدينة باريس الفرنسيّة. أمّا القرن الثامن الميلادي فقد شهد تطوّراٌ ملموسا في وسائل النقل، حيث استطاع البريطان أن يخترعوا المحرّكات البخاريّة، والتي عملت عليها فيما بعد القطارات وبعض أنواع السيّارات، حيث أنّ في عام 1825م نجحوا في صنع أوّل خطّ حديدي للقطارات في بريطانيا. وفي ثمانينات القرن 19 الميلادي، استطاع الألمان أن يخترعوا للمرة الاولى مركبات ووسائل نقل تعمل على البترول والنّفط، واستخدموها في صنع محرّكات تعمل على تشغيل مركبات لها عجلات. وفي تسعينات نفس القرن، استطاع الفرنسيّون أن يخترعوا أول مركبة تعمل على البترول، وعلى شكل السيّارات.

تطوّرت وسائل النّقل بعد ذلك، وتم اختراع العديد من وسائل النقل المختلفة، حتى نصل لعصرنا الحالي لنجد أسهل وأسرع وسائل النقل متوفرة لدينا.

أنواع النقل:

لوسائل النّقل عدّة أنواع، تختلف باختلاف وسيلة النّقل المستعملة؛ وأنواع النقل ثلاثة هي:

1. النّقل البرّي:

النّقل البريّ هو أول وأقدم أنواع النّقل التي استخدمها الإنسان. بدءاً بالتنّقل وحده على أقدامه، ثم باستخدامه للحيوانات التي تساعده في ذلك، ثم المركبات التي تجرّها الحيوانات، وأخيراً إلى مختلف أنواع السيّارات التي نعرفها في عصرنا الحالي، والقطارات. والنقل البريّ هو النقل الذي يعتمد على البرّ والطرق المعبّدة في التنقّل.

2. النقل البحريّ:

هو النوع الثاني من أنواع النّقل التي استخدمها الإنسان بعد النّقل البريّ، ويعتمد هذا النّوع من التنّقل على المياه والبحار والمحيطات. وقد تمّ تطوير الكثير من وسائل النّقل البحرية، بدءاً بالسَفن الشراعية، والسفن التجارية، والسفن الحربيّة، وتم اختراع السفن التي تعتمد على البترول والنّفط، فبنوا سفناً ضخمة جداً، وكذلك الغوّاصات.

3. النقل الجويّ:

هو أحدث وسائل النّقل التي اخترعها الإنسان، والتي تعتمد على الجوّ في تنقلّها، ويتم باستخدام (الطائرات). وسائل النقل الجوّية تستخدم في نقل الأفراد والبضائع، وقد أحدذ اختراعها تطوّراً هائلاً في عالم المواصلات الحاليّ.


أهمية النقل



وسائل النقل
مِنَ المَعروف أنّ النقل هو القدرة على الانتقال من مكانٍ إلى آخر باستخدامِ أحدِ الوسائل المتعارف عليها في النقل، وهذه الوسائل قَد استخدمها الإنسان منذُ وجودَهُ ونشأتهِ على كوكب الأرض، لأنّهُ كان يحتاج إلى استخدام أيّ وسيلة من أجلِ الانتقال، ومن أجلِ هذه الغاية تطوّرت وسائل النقل تدريجياً مع تطوّر الإنسان في حياته، فقد كان النقل في البدايات استخدامُ الحيوانات، ثمّ العربات التي تجرّها الحيوانات، وصولاً إلى وسائل النقل الحديثة وهي القطارات، والسفن، والطائرات، والمركبات ذات المحرّك، والغواصات، لذلكَ هُناك أهمّيّة كبيرة لهذه الوسائل، والتي سنقوم بالتعرّفِ عليها من خلالِ هذا المقال.


أهمّيّة النقل
لا يمكِن أن نستغني عَن النقل في حياتنا رغمَ المساوِئ والآثار البيئيّة الناتجة عَن استخدامها، ولكن هذه المزايا التي تُعطيها إلينا هِيَ التي تجعلُ النقل مهمّ ومن ضروراتِ الحياة، وبالتالي هناك عدّةِ فوائِدٌ مِنها:

الدور الاقتصادي: منَ المعروف أنّ كل دولة قد تشتهر بتصنيع أو إنتاج منتج معيّن أكثرَ من غيرها من الدول، وعمليّةِ توزيع هذهِ البضاعة إلى دولٍ أخرى يتطلّب استخدام وسيلة من وسائل النقل الحديثة لنقلِ كميّات كبيرة من البضاعة، وبالتالي تعود وسائل النقل بالمنفعة الماليّة على الدولة التي تصدّر البضاعة والمنفعة الاستهلاكيّة للدولة المُستوردة، وبالتالي هذا الدور حقّق الرفاهيّة بتوفيرِ البضاعة والمنتجات الغير متوفّرة في الدولة المستوردة.
سهولة التنقّل: وسائل النقل تتطوّر من خلال سرعتها في النقل، فعندَ استخدامِ وسائل النقل الحديثة مثل (الطائرات، والسفن، والبواخر، والقطارات) سهّلت على الشخص سهولةِ الإنتقال من المكان الموجود فيه إلى منطقة بعيدة جداً بوقت قليل، ولولا هذه الوسائل لكانت عمليات السفر البعيدة صعبة وشبه مستحيلة، وهذا الأمر لم يحقّق إلى باستخدام وسائل النقل الحديثة وهو ما يميّزها عن الوسائل القديمة.
التحسين مِن المُستوى المعيشيّ: سهولةِ تصديرِ البضاعة من دولةٍ إلى أخرى، وقلّةِ التكاليف المستهلكة على وسيلةِ النقل أتاحَت للشّخص بشراءِ البضاعة المستوردة بتكاليف قليلة، ومثال على ذلك عِند تصديرِ الملابس من بلدٍ إلى آخر لا تحتاج إلى تكاليف لنقلها بالشاحنات والوسائل الأخرى، وبالتالي تكون أسعار الملابس بِدورِها قليلة، فكلّما كانت وسيلةِ النقل متوفّرة وغيرُ مُكلفة كانَ سِعر السّلعَة أقلّ.
تقديم الخدمات للمُواطنين: إنّ الدولة تحملُ أعباءً كثيرة لخدمةِ المواطن مِنها: الكوارث الطبيعيّة، والحرائق، والمُساعدات الطبيّة للمُحتاجين، وتوفير الغذاء للفقراء، ونقل الأفراد، وكلّ هذهِ الأمور قد تُحلّ باستخدامِ وسائل النقل وهي بدورِها تقومُ بِخدمةِ المُجتمع من خلال هذه الوسائل التي لا غنى عنها في حياتنا اليوميّة.




ما هي وسائل السفر في الماضي



مقدمة
يحتاج الإنسان –دائمًاً- للتنقل مِن مكان إلى آخر إما؛ لحاجته لتوفير الطعام أو المسكن أو أي شيء مِن احتياجاته الضرورية لحياته،فمنذ القِدم كان الإنسان يسعى إلى توفير وسائل نقل مريحة له؛ وذلك لعدم قدرة الإنسان على المشي لمسافات طويلة سواء كان ذلك في الصيف الحار، أو في الشتاء القارص، وخصوصاً أنّ الإنسان يحتاج لتوفير الطعام والشراب خلال سفره، وإذا كان سفره طويلاً فسوف يكون مِن الصعب عليه أن يوفر طعامه وشرابه خلال رحلته الطويلة وقد يتعرض للمرض أو الموت إذا لم يجد ما يأكله، لذلك كان الإنسان منشغلاً وعلى مر العصور في توفير وسيلة نقل سريعة ومريحة؛ كي تساعده في حياته اليومية وأيضاً كي تساعده في اكتشاف باقي مُدن الأرض وتطوير حياته للأفضل.


فقد حاول الإنسان جاهداً كي يُطور مِن وسائل السفر، ليساعده ذلك في تغيير حياته للأفضل، وبكل الطرق المتاحة لديه، وقد تطورت وسائل النقل والسفر مِن الماضي إلى الحاضر تطوراً كبيراً، وقد فاق هذا التطور كل التصورات التي كان يسعى إليها الإنسان، فالعقل البشري دائم الاختراع والتجديد والتفكير؛ كي يصل إلى ما هو أفضل، وسوف نوضح كيف تطورت وسائل السفر في الماضي وكيف بدأ سفر الإنسان وحاجته لوسائل النقل المختلفة.


وسائل السفر في الماضي
كان الإنسان قديماً في بداية الحياة يعيش حياةً بسيطة جداً وكُل ما يسعى إليه هو توفير الماء والطعام والمسكن كي يعيش فيه، وإذا لاحظ الإنسان عدم توفر الطعام أو الشراب في المكان الذي يعيش فيه فإنه يضطر إلى البحث عن مكان آخر يسكن فيه،وتتنوع وسائل النقل إلى أنواع متعدّدة فمنها: وسائل النقل البري، وسائل النقل البحري، ووسائل النقل الجوي، وكان للإنسان تاريخ في تطوير وسائل النقل المختلفة حتى وصل الإنسان إلى ما هو عليه الإنسان مِن تطور، وسوف نشرح وسائل السفر في الماضي بالتفصيل:


وسائل النقل البري
السير على الأقدام
كان الإنسان في البداية يتنقل سيراً على الأقدام وكان يحمل معه طعامه وشرابه بحثاً عن مكان يتوفر فيه الماء والطعام كي يعيش فيه، وذلك بالتأكيد يُرهق الإنسان كثيراً وخصوصاً إذا اضطر أن يمشي الكثير مِن المسافة وهو يحمل ثِقل على ظهره أو رأسه، فاضطر الإنسان للتفكير في طريقة لتسهل عليه السفر والتنقل بشكل أسرع، وأفضل مِن المشي على الأقدام.


استخدام المزالج
مع مرور الوقت فكر الإنسان في استخدام شيء لحمل أغراضه خلال السفر، وكان في البداية يستخدم الإنسان خشب على شكل مزلاج أو جلد الحيوانات أو أي شيء يستطيع الإنسان أن يضع فيه أحماله ويجره خلال سفره، وبعد ذلك طور الإنسان مِن هذا المزلاج وقام بوضع عجلات دائرية خشبية كي تساعده على جر المزلاج بسرعة.


ترويض الحيوانات

قام الإنسان بعد ذلك بترويض الحيوانات مثل الحمار؛ كي يقوم بوضع أحماله عليه ويجعل تنقل الإنسان أسهل ويخفف الثقل عن الإنسان عند سفره، وبعد ذلك قام الإنسان بوضع رباط للحيوانات كي يجعلها تجر المزلاج وتحمل أثقال أكثر، وساعد ذلك الإنسان كثيراً في سفره، وفي التفكير بصنع عربة خلف الحصان؛ كي يجلس هو فيها ويضع أحماله أيضاً، وبالتالي كان هذا اختراعاً مريحاً للإنسان وساعده في السفر والتنقل في أرجاء الأرض واكتشاف الكثير مِن المناطق والتواصل مع الحضارات المختلفة، وذلك ساعد الإنسان في تطوير نفسه كثيراً والتواصل في اختراع كل ما هو جديد ومريح.


وسائل النقل البحري
استخدام جذوع الشجر
قام الإنسان في البداية باستخدام جذوع الأشجار كي يستطيع أن يطفو على وجه الماء ويصطاد الأسماك كي يوفر طعامه، وكان الإنسان يستخدم هذه الوسيلة البسيطة في الأنهار والبحيرات، ولم يكن الإنسان في البداية قادراً على التنقل عبر البحار والمحيطات بهذه الوسائل البسيطة للتنقل.


صنع قارب بالمجاديف
بدأ الإنسان يُطور وسائل النقل البري أكثر حيث قام بتطوير جذوع الأشجار وحفرها وتصميم قارب بسيط، وقام الإنسان أيضاً بصنع مجداف؛ كي يساعده ذلك في السير بالقارب بشكل أفضل.


صنع قارب شراعي
بعد أن طور الإنسان القارب وأصبح يستخدم المجاديف أيضاً في السير في الماء، فكر الإنسان في تطوير القارب بطريقة أفضل بحيث يسمح له ذلك بالسير في البحر والسفر عبر الماء، وقام الإنسان بصنع قارب أكبر ويحتوي على شراع يساعده في التنقل في البحر بشكل أفضل، وأدى ذلك إلى استطاعة الإنسان للسفر عبر البحار واكتشاف الحضارات المختلفة وتطوير المراكب الشراعية بشكل أفضل ويسمح لهم بالسفر والتنقل عبر الماء ولكن لفترة قصيرة مِن الوقت.


بناء أسطول بحري
استطاع الإنسان بعد أن طوّر السفن الشراعية، وأصبحت أكبر وتتسع لحمولات أكثر، وأشخاص أكثر مِن السابق، أن يقوم ببناء أسطول بحري يساعده على التنقل عبر المحيطات والإبحار لأوقات طويلة في الماء، وقد استخدم الإنسان هذا الأسطول البحري في التنقل عبر البحار والمحيطات ونقل التجارة والتعرف على الثقافات المختلفة.


وسائل النقل الجوي
كان الإنسان في بداية حياته يُشاهد الطيور وهي تطير في السماء، ويرغب في أن يُلحق مثلها ويستطيع الطيران، وقام الإنسان في البداية باستخدام الطيور؛ لكي تنقل له الرسائل، ولكن لم يستغني الإنسان عن حلمه في الطيران حتى حقق ذلك الحلم بعد ذلك، ومِن الوسائل التي استخدمها الإنسان للنقل الجوي هي:


الحمام الزاجل
قام الإنسان باستخدام الحمام الزاجل كوسيلة تساعده في التراسل ونقل الأخبار من مكان إلى آخر، وذلك بدلاً مِن قيامه هو بهذه المهمة وذلك كان يوفر على الإنسان الوقت والجهد.


اختراع الطائرة
هذه كانت مِن أكثر الاختراعات التي أدت لعمل ثورة في حياة الإنسان، وذلك كان مِن خلال اختراع الأخوين رايت أول طائرة في التاريخ، ويعد ذلك تم تطوير الطائرة كي تحمل الإنسان وتطير به، وقام الإنسان بتطوير وسائل مواصلاته بالتدريج حيث تمّ اختراع المحركات التي ساعدت في تطوير كافة وسائل النقل البحري والبري والجوي، وأدى ذلك إلى توالي الاختراعات المتنوعة والمتطورة وخصوصاً بعد استخدام الفحم في توليد الوقود واستخدام البترول بعدها. وذلك كان سبباً في جعل الإنسان يخترع وسائل نقل متطورة وكثيرة ومتنوعة.


خاتمة
اخترع الإنسان القطار والطائرات النفاثة وبعدها اخترع الصاروخ الذي صعد به إلى القمر، وأصبح العالم في ثورة صناعية متقدمة بشكل سريع، وذلك جعل العالم لكه قرية واحدة صغيرة، حيث لم يَعد الإنسان يحتاج إلى عدة أشهر كي يتنقل مِن مكان إلى آخر، بل أصبح السفر يحتاج إلى عدة ساعات فقط كي تصل إلى أي مكان تريده حول العالم.


لم يعد السفر يحتاج للكثير مِن الجهد والعناء والتعب كما كان في الماضي، بل أصبح السفر مِن أسهل الأشياء التي يمكن للإنسان فعلها في العصر الحالي. ولا أحد يعرف أين ستوصلنا اختراعات الإنسان المتواصلة والسريعة في العصر الحالي، فكان سابقاً السفر عبر الجو والفضاء حلم مِن أحلام الإنسان التي كان مِن الصعب تحقيقها أو حتى مِن المستحيل أيضاً، ولكن الآن أصبح هذه شيء عادي ولم يعد مجرد خيال في ذاكرة الإنسان،فالعالم لا يتوقف عن التطور والاختراعات والإنسان لا يتوقف عن التفكير بكل ما هو جديد ومريح وسوف يبقي العالم في تطور دائم على مر العصور.

ما دور وسائل النقل في حياتنا

وسائل النقل
هي أي وسيلة تقوم بنقل الأشياء من مكان إلى آخر سواء كانت تنقل أشخاص أو بضاعة، وهناك وسائل نقل شائعة في الوقت الحاضر منها: السيارة (المركبة)، القطار، الطائرة، السفينة، الحافلة، فهذه الأمور هي وسائل النقل التي نعرفها، ولكن هناك وسائل أخرى ليس بالشرط التي تدل على نقل البضائع أو الأشخاص، فهناك بعض وسائل النقل التي تنقل الأشياء الغير محسوسة (الغير مرئيّة) من مكان إلى آخر، فالتعريف الأصح بالنسبة لوسائل النقل أنها الشيء الذي يمكن من خلالهِ نقل شيءمن مكان لمكان آخر بفترة زمنية معيّنة. فمثلاً: 
الهواء: فهي وسيلة يمكن من خلالها نقل الصوت والروائح والغازات وغيرها.
الأسلاك: وهي وسيلة يمكن من خلالها نقل الكهرباء (الشحنات الكهربائيّة).

دور وسائل النقل في حياتنا
ذكرَ لنا الرسول صل الله عليه وسلّم: أنّهُ هناك زمن من الأزمان تصبح السنة كشهر والشهر كأسبوع والأسبوع كيوم واليوم كالساعة والساعة كحرق السعفة، فقد سألتُ نفسي ما المقصود بهذا الشيء، فالوقت هو نفسهُ منذ خلق الكون وبدأتُ أحلّل هذا الأمر الذي أصبحً غريب بالنسبة لي فتذكرتُ الزمن الماضي الذي كانت فيه وسيلة النقل هي الإبل والأحصنة، فإذا أراد أن يسافر شخص مثلاً من الأردن إلى مكّة فإنّهُ تقريباً سيحتاج إلى أشهر إلى أن يصل بينما في الوقت الحالي لو سافرنا بالسيارة فسنصل خلال يومين أو ثلاثة، وهذا الأمر الذي ذكرهُ رسولنا الكريم حول آخر الأزمنة التي ستمرّ علينا وأشار إليها الرسول صل الله عليهِ وسلّم من خلال وسائل النقل في الوقت الحالي الذي أصبحَ كلّ شيء في حياتنا بل هي حياتنا من خلال وسائل النقل من مكان إلى آخر أو التواصل مع الآخرين والتي تعتبر وسلية من وسائل نقل المعلومات والتواصل الإجتماعي بين النّاس.

منذ بدايات الإنسان وهو يبحث عن الحاجة إلى وسيلة نقل فعّالة، فإنّ وسيلة النقل هي أعظم الحاجات الإنسانيّة التي بدورها جعلتنا نطوّر من وسائل النقل في الوقت الحالي، فالحاجة هي أمّ الإختراع والإنسان يحتاج إلى النقل لما فيها من أمور مهمّة كنقل الأشياء التي لا يستطيع الإنسان نقلها إلاّ بوسيلة نقل، والتوفير في الوقت والمجهود الذي يبذلهُ الإنسان للحصول على الراحة والتقليل من الوقت الذي يستهلكهُ الإنسان، ففي زماننا هذا لا يمكننا أن نتخلّى عن وسيلة واحدة من النقل مهما كانت، فلا يمكن الإستغناءُ عن السيارة لأنّها وسيلة نقل ومهمّة في حياتنا، فلا يمكن أن يذهب شخص من مكان إلى آخر من دون السيارة أو ركوب الحافلة، فمن الغريب اليوم أن نستخدم الحصان كوسيلة نقل فقد إنتهت هذه الوسيلة ولا يمكن إسترجاعها في الوقت الحالي للتطوّر الذي وصلنا لهُ، وكشخص يريد أن يسافر من بلد إلى آخر فهو بحاجة إلى وسيلة توفّر عليهِ الوقت والمجهود كالطائرة وهي أحدث وسائل النقل في الوقت الحالي بنقل الأشخاص والبضاعة. 

العلم يتطوّر وتتطوّر معهُ وسائل النقل كلّ يوم، فكلّ ما نشاهدُ من وسائل النقل المختلفة مثل الإنترنت وبرامج التواصل الإجتماعي جميعها تعتبر حاليّاً وسيلة من وسائل النقل، وتطوّرت السيارات والقطارات والطائرات وأصبحت أكثر تطوّراً سنة بعد سنة لتطوّر التكنولوجيا، وإنّ المدرسة هي الأساس في تطوّر وسائل النقل، فلولاها لما شهدنا هذا التطوّر الذي ربطَ العالم بأكملهِ من خلال وسائل النقل المختلفة.



ما أهمية الطائرة




عتبر الطائرات أحد الاختراعات المهمة في الوقت الحالي والتي أسهمت بشكل كبير في تطور المجتمع في الوقت الحالي والتي قامت بنقل العالم كلّه نقلةً نوعيةً إذ إنّها عملت على تقصير المسافات بين الناس في مختلف الأماكن حول العالم، فتعتبر الطائرات أحد الاختراعات التي تعتبر فوائدها أكبر بكثير من سلبياتها بعكس معظم الاختراعات التي نجدها في الوقت الحالي، إذ إنّ السلبيات الوحيدة للطائرات نلاحظها في الحروب مع أنّها قد تكون إيجابية أيضاً في الحروب في بعض الأحيان، ولكنها في الحرب العالمية على سبيل المثال أسهمت بشكل كبير في قتل ملايين من البشر في العالم، ولكن هذا لا يعدّ إلّا جزءاً بسيطاً مقارنة مع إيجابياتها، إذ إنّها أسهمت بإنقاذ حياة ملايين من البشر أيضاً حول العالم.


وتكمن الأهمية الكبرى للطائرات باختصار الوقت وتقصير المسافات بين الناس، إذ إنّها بعكس الطرق السابقة في النقل كالسيارات والسفن والتي كانت تحتاج لأشهر للوصول من الشرق الأوسط على سبيل المثال إلى الولايات المتحدة الأمريكية م احتمالية الموت في عرض البحر أيضاً خلال هذه العملية، أصبحت الطائرات تجعل من هذه العملية عملية يومية واعتيادية، فتحتاج من أجل السفر نفس المسافة مدة تُحسب بالساعات فقط.


كما انّها أسهمت بشكل كبير في تطوير العملية التجارية على المستوى العالمي إذ إنّه من خلالها يتم نقل البضائع بشكل كبير جداً بين جميع دول العالم وبكميات كبيرة جداً وقوىً عاملة أقل، ودون الخوف من الأخطار التي كانت تواجه الناس عند نقل البضائع برّاً كما في السابق من قطّاع الطرق والحيوانات المفترسة وغيرها من الأخطار.


ولا تقتصر فوائد الطائرات على النقل للبضائع وللناس فقط للتجارة والتنزه إذ إنّها أصبحت تؤمن النقل السريع للناس المرضى والمحتاجين للنقل بشكل سريع وإنقاذ الآلاف من المناطق المنكوبة حول العالم، بالإضافة إلى دعم الجنود الذين يحاربون العدو بشكل سريع بالمؤن والذخائر وغيرها وإنقاذهم من المناطق التي يريدون الانسحاب منه بسرعة كبيرة وبأقل الخسائر.


كما أنّ للطائرات أدواراً عديدة أخرى في عمليات مختلفة من مثل مكافحة الحرائق، إذ إنّ الطائرات تستخدم بشكل كبير جداً من أجل النقل السريع للمياه إلى مكان الحريق وإطفائه بأكبر سرعة ممكنة ومن دون تعريض حياة الناس للخطر خلال هذه العملية، فإنّ معظم عمليات مكافحة الحرائق الكبيرة كحرائق الغابات تعتمد بشكل رئيسي على الطائرات للقيام بهذه العملية، هذا بالإضافة إلى عمليات البحث والإنقاذ التي تتم بشكل كبير باستخدام الطائرات وهذا لما توفره من البحث السريع والدقيق عن المفقودين والمعرضين للخطر.

سيارة تعمل بالهواء



حقا "الحاجة أم الاختراع"، ولم لا يكون الأمر كذلك ؟! والإنسانية منذ فجر التاريخ تكتشف المكتشفات، وتخترع الاختراعات؛ طلبا للوطن السعيد، والعيش الرغيد، فركب الإنسان الخيول؛ ليوفر الوقت والجهد، ثم اكتشف القوة البخارية، فصنع القطارات، وكان وقودها الفحم الحجري آنذاك، ثم ازداد تسارع عجلة التطور العلمي والحضاري، فصنعت السيارات، وكان ولا زال وقودها الغالب من مشتقات البترول، أو ما يسمى (الوقود الأحفوري) .

ظل الوقود غير المتجدد -الفحم والبترول ومشتقاتهما- هاجسا ينتاب المعنيين، وذلك في الجوانب التالية :-

أولاً : أنه وقود غير متجدد، أي أنه قابل للنضوب بين الفينة والأخرى، وهذا ما دعا الكثيرون للاهتمام بتخزينه، وعمل الدراسات على معدل الاحتياطي المحلي والعالمي، بل وأصبح خاصة بعد حرب أكتوبر عام 1973م ميزانا من أهم موازين القوى الدولية .

ثانياً : أنه ملوث للهواء من الدرجة الأولى، خاصة وأنه تنبعث عن احتراقه أكاسيد وغازات سامة، أثبت العلم الحديث مدى ضررها على البيئة بكافة عناصرها الحيوية .

ثالثاً وأخيراً : أن هذا الوقود يعتمد استخراجه على موارد مادية وبشرية؛ مما يزيد من تكلفته المادية، فيصل للمستهلك بأسعار باهظة في أغلب مناطق العالم، فضلا عن أنه قطب قوي من أقطاب معادلة الاقتصاد العالمي والدولي، فتجري عليه أغلب عمليات الاحتكار، والتخزين، وغلاء الأسعار وغيره ؛ مما زاد في تكلفته على الجمهور .

لهذه الأسباب ولغيرها رأينا من يتجه إلى الإفادة من الوقود غير المتجدد، بحثا عن بدائل أخرى تكون رخيصة نسبيا، ومتجددة (لا تنضب)، ونظيفة ، فظل العلماء والباحثون يعملون الليل والنهار، حتى هداهم التفكير واستخدموا البدائل التالية -وبكفاءة عالية- :-

الكهرباء .
الطاقة الشمسية .
الماء .
الهواء وغيرها .
 

ونحن هنا بصدد الحديث عن السيارات التي تعمل بالهواء، وقد لمع في هذا المضمار في السنوات القليلة الماضية مخترعان، أولهما: مصري، والآخر: فرنسي . واسمحوا لي أن أقدم الفرنسي؛ ليحلو الحديث عن المخترع المصري، أما الفرنسي فهو (جي نيجر)، الذي عمل على تطوير اختراعه منذ عام 1977م، وجدير بالذكر أن اختراعه الجديد قد حمل اسم (إير بود) (air bode)، وقد يطلق عليه أحيانا اسم (mini cat)، وهي سيارة تعمل بالهواء المضغوط، تنتج احتكاكا من غازات الكربون لمحرك قياسي، وتصل سرعتها إلى أكثر من 45 كم في الساعة، وبإمكانها السير لمسافة حوالي 105 كم -أي ما يعادل 70 ميلا- بإعادة شحنها لمدة دقيقة واحدة، والأفضل أن كلفتها نحو 4500 دولار فقط .

يذكر أن هذه السيارة يصنع جسمها من الزجاج الليفي المعروف بـ (الفايبر جلاس)، ويعتقد نيجر أنه أقوى وأخف من الحديد الصلب المستخدم في صناعة السيارات، ويخزن الهواء المضغوط تحت ضغط عال في خزانات بلاستيكية حرارية مقاومة للتحطم، وهي محاطة بغلاف من نسيج كربوني، ويطلق الهواء عبر كباسات في المحرك لإدارة العجلات، وخلافا للأنظمة الحالية، فإن هذا الوقود لا يعمل إلا باردا بل مثلجا، ما يعني أنه سيقدم خدمة التكييف المجاني للركاب .

وهناك مضخة علوية للسيارة لإعادة تعبئة الخزان ليلا، كذلك طور نيجر مضخة هواء عالية الضغط، تستطيع ملءالخزانات بغضون دقيقة، وهذه الخزانات تعمل بالكهرباء النظيفة - هيدرولوجية أو رياح أو شمسية - ؛ ما يجعل نواتج عادم سيارة الهواء خالية تماما من التلوث .

هذا واستطاع نيجر أن يبيع مخترعه في أمريكا اللاتينية، والولايات المتحدة الأمريكية، وعدد من الدول الأوروبية، وهو يأمل أن تستخدم تقنيته هذه في تشغيل الطائرات مستقبلا .

أما المخترع المصري فهو أحمد محمود ترك، 33 سنة، مواليد ومقيم بعزبة راتب بالمنوفية، وقد سمى سيارته باسم (Air Moto) (إير موتو) بمعنى (الموتور الهوائي)، والجديد في اختراعه أنه يعتمد على الهواء، ولا شيء سوى الهواء، أضف إلى ذلك، أنه باختراعه هذا يستطيع تبديل وقود أي موتور مصنوع مسبقا ببعض التعديلات على الموتور؛ ليصبح موتورا هوائيا من الدرجة الأولى .

يجدر بالذكر أن أحمد واجه مشاكل عدة قبل أن يحصل على براءة الاختراع، منها :-

أولاً : الرتابة القاتلة، وهي ما يعرف بـ (الروتين) .

ثانياً : قلة الممولين للمخترعات الوطنية .

ثالثاً وأخيراً : كثرة ورود الطامعين بقصعة المخترعين العرب، فقد سال لعابهم لتقنيته الحديثة، وأغروه بالمال وغيره لقاء أن يبيعهم مخترعه، فأبى عليهم ذلك، مع ما يحفّ رفضه هذا من مخاطر -على حد قوله- ، لكنه يقول: "أنا أشعر من الآن أنني معرض لكثير من المخاطر؛ بسبب رفضي بيع الاختراع، إلا أن الأمر لا يهمني كثيراً، لأن العمر واحد وبيد الله وحده، كما أنني لا أخاف من الموت أبداً، خاصة بعد ظهور اختراعي للعالم، وضمان تحقيقه في مصر، لا يهمني أي شيء، ومهما جاءني من تهديدات، لن تغير شيئا من موقفي" .

أخيراً، فالنجاح وليد الفشل، والإصرار بصيص الأمل، والجد بريد الفرح، ومن آثر الراحة فاتته الراحة، ومن أدمن الطرق يوشك أن يفتح له .





سيارة تعمل بالماء



مع تقدم العلم وكثرة الإكتشافات اتجه العلماء إلى تسخير هذه التكنولوجيا من أجل خدمة الإنسان ، ومساعدته في حياته من أجل راحة أفضل للإنسان ، كما أنها تحاول التوفير على الإنسان على قدر الأمكان دون اللجوء إلى دفع مبالغ باهضة من أجل الوصول إلى المبتغى .

حيث أن العلم لا يقف عند جيل معين ، ولا يقف عند عقبة ما ، وإنما يستمر العلم ليصل إلى أبعد الحدود ، والتي لا يخطر للعقل البشري تخيلها ، حيث أن الإنسان أصبح قادراً على السيطرة على العالم ، وأصبح قادراً على تسخير الأمور من أجل راحته .


من المشكلات التي باتت تشكل خطراً على الإنسان هي مشكلة تلوث الهواء المحيط بنا ، والذي يؤدي إلى حدوث مشاكل في الرئتين وفي الجهاز التنفسي ، لذلك اتجه العلماء من أجل التخلص من هذه المشكلة ، ومن أهم أسباب هذه المشكلة هي مشكلة عوادم السيارات ومخلفات المصانع ، فكانت النتيجة هي اختراع سيارة تعمل على استبدال النفط والغاز بالماء ، وقد أطلق عليها اسم السيارة المائية ،كان الفضل في اختراع هذه السيارة يعود لدولة اليابان ، وقد قال البعض أن صاحب الفكرة هما عالمان أحدهم مصري الجنسية والآخر فلسطيني ، وهما من قاما باختراع هذا المحرك الذي يعمل على تحريك الماء بقوة من أجل توليد طاقة تعمل على تشغيل محرك السيارة ، وهي بمثابة مثال على الطاقة المتجددة ، حيث أن البنزين لن يكون له دور في تشغيل المحرك أبداً .


كما أن هذه الفكرة سوف تعمل على تقليل استهلاك الوقود ، كما أنها ستعمل على تقليل التلوث بصورة كبيرة ، إضافة إلى ذلك فإنها ستولد ماء بارد يعمل على تلطيف الجو ، والتقليل من ارتفاع درجة الحرارة على كوكب الأرض .

كما أن العالم استقبل هذه الفكرة بفرحة بالغة ، وقد عبر عن أن مثل هذا الاختراع هو الاختراع الأول والفريد من نوعه ، كما أنه اختراع يستحق التطوير ، إذا أن فكرة استخدام الماء من أجل الحصول على طاقة كهربائية قد خدمت البشرية بأكملها من جميع الجهات .


عند صب الماء في الخزان المخصص للماء في السيارة ، يقوم المحرك بتخليص الهيدروجين من الماء وتحرير الالكترونات من أجل تحريك المولد ، وكان صاحب هذا المدبأ هة العالم الفلسطيي عاطف شكوكاني البالغ من العمر عشرون عاماً ، والذي يدرس في جامعة القدس ، وهذا إن دل على شئ فإنما يدل على العزيمة التي يمتلكها الشعب الفلسطيني ، ويدل على قوة الجأش التي يعيشها ، فهم شعب لا يقف أمام الاحتلال عاجزاً بل لديهم عقول تفكر وأيدي تصنع . بات نموذج السيارة المائية ثورة بحد ذاته يمكن ان تتنافس عليها أكبر المصانه والشركات ، حيث أنها صفقة رابحة جداً من أجل التوفير ، وذلك نظراً لغلاء سعر البنزين .

كيف يعمل محرك الهايبرد


بعد ازدياد مخاطر المحروقات والبنزبن على صحة الإنسان وعلى البيئة و التي تؤثر على الإنسان سلباً و إيجاباً، تداعت الحاجة الماسة إلى وجود اختراعات جديدة وآلات تقلل الاعتماد على المحروقات ذات الضرر المرتفع، وأيضاً بسبب ارتفاع أسعار المحروقات في بعض الدول غير المنتجة للنفط، فكان من بين هذه الاختراعات وأروعها على الإضلاق ما يعرف بالسيارات الهجينة أو سيارات الهايبرد ( Hybrid )، حيث لاقت هذه السيارة رواجاً كبيراً في جميع انحاء العالم نظراً لأنها لا تعتمد على البنزين كلياً بل تعتمد على الكهرباء أيضاً، لهذا سميت بالسيارات الهجينة لاعتمادها على البنزين والكهرباء معاً كمصدران للطاقة التي تحركها.


تعتمد السيارة الهجينة في توليد الطاقة الحاركية على محركان اثنان هما المحرك الكهربائي ومحرك الاحتراق الداخلي، وهي بالتالي تعتمد على الطاقة الكهربائية إضافة إلى الوقود، فعند بدء قيادة السيارة وتشغيلها تعتمد السيارة في حركتها على المحرك الكهربائي، وعندما يقل شحنه، تنتقل السيارة إلى محرك الاحتراق الداخلي، حيث انه وأثناء الحركة يتم تحويل جزء من الطاقة الحركية إلى البطارية عبر المولد الكهربائي ( الدينامو) لغايات التخزين فتعمل على تزويد السيارة بالطاقة الحركية اللازمة في السرعات المتوسطة، وبهذا تكون معدلات استخدام السيارة لمحركات الاحتراق الداخلي في أقل مستوياتها.


من هنا فهذه السيارات من السيارات الصديقة للبيئة، نظراً لأنها تعتمد على المحرك الكهربائي لتوليد الطاقة الحركية اللزمة لتحريك السيارة، وبالتالي، فهذا النوع من المحركات هو من المحركات الصديقة للبيئة، حيث أنه لا ينتج الغازات السامة أثناء حركته، مثل محرك الاحتراق الداخلي، الذي يعد مصدراً من مصادر الغازات السامة الضارة بالبيئة والإنسان، لهذا فقد عملت الحكومات على تقليل نسبة الجمارك على هذه السيارات، لترويجها بين الناس، و بالفعل فقد لاقت هذه السيارات رواجاً كبيراً بين الناس نظراً لفعاليتها و اعتمادها القليل على البنزين، حيث تعتمد على البنزيين في الحدود الدنيا، ولكن هذا لنوع من السيارات لا زال يعاني من المشاكل و من أهمها ثقل الوزن والأسعار المرتفعة، لهذا فإن شركات السيارات وعلى رأسها شركات السيارات اليابانية تعمل ليل نهار على الارتقاء بها، لتلاقي رواجاً أكبر في السنوات القادمة، ولتصبح عملية أكثر، وتقل نسبة اعتمادها على الوقود إلى مستويات أقل من المستويات الحالية، ومن يدري ربما يأتي يوم تكون فيه السيارات معتمدة اعتماداً كاملاً على مصادر أخرى لتوليد الطاقة الحركية غير المصادر الحالية التي تضر بالبيئة و بالصحة.




كيف يعمل المحرك



انواع المحركات
يعتمد تصنيف المحركات تبعا للطاقة الأصل التي تدخل طور التحويل والتفاعلات في عملية انتاج الطاقة الحركية و منها :

محركات الاحتراق الداخلي : هي التي تعمل على الوقود للاستفادة من طاقة الاحتراق الداخلي فيها لإنتاج الطاقة الحركية
المحركات الكهربائية : هي المحركات التي تعتمد على الطاقة الحركية لانتاج طاقة حركية
المحركات البخارية:هي المحركات التي تستفيد من ضغط البخار ودرجة حرارتة بانتاج قوة محركة لا نتاج الطاقة الحركية .
مبدأ عمل المحركات
المحركات الكهربائية
يعتمد هذا النوع من المحركات على المجال المغناطيسي ، وظاهرة التنافر ما بين القطاب المغناطيسية المتشابهة ، بسبب نشوء قوة دفع مغناطيسية معاكسة حال تقابل هذه الأقطاب ،حيث يتم يتم وضع اقطاب مغناطيسية متقابلة ومن نفس القطبية بشكل دائري ، مما يشكل عزم دوران مستمر ، يتغلب على القصور الذاتي لتلك الأقطاب ، باستخدام تيار كهربائي مؤثر ، يقوم بانتاج تلك الأقطاب المغناطيسية ، التي تتنافر بشكل دائري يتم الاستفادة منه لتوليد عزم دوران حركي ، يتم تحويله الى اي شكل آخر من أشكال الطاقة الحركية ، حيث يستخدم هذا النظام في مختلف الأجهزة الكهربائية ، مثل الغسالات ، والخلاط ،......الخ.

المحركات البخارية
يعتمد هذا النوع من المحركات على تحولات المادة من سائلة لغازية ، حيث يتم تسخين الماء وتحويله الى بخار مضغوط ، ينتج عنه قوة دفع نتيجة ابتعاد جزيئات المادة وزيادة نشاط حركتها ، حيث تؤدي هذه القوة الدافعة الى تحريك توربين منتجة بذلك حركة دورانية يتم الإستفادة منها في العديد من المجالات مثل توليد الكهرباء ، وتحريك القطارات ، ....الخ

المحركات ذات الإحتراق الداخلي
يعتمد هذا النوع من المحركات على مبدا الحركة الميكانيكة المسماه بالشوط ، حيث يتم احتراق الوقود داخل حيز ضيق والذي ينتج عنه غازات نتيجة هذا التفاعل الطارد للطاقة (الوقود) ،وبسبب ضيق الحيز تصطدم هذه الغازات بهذا الحيز المتحرك جزئيا على ذراع للقوة تتحرك معه قاطعة مسافة داخل الحيز تسمى بالشوط ،حيث يتم الإستفادة من المسافة المقطوعة بالشوط بتحريك ناقل للحركة يكون جزء من منظومة متكاملة .

أشواط المحرك ذات الإحتراق الداخلي
تمر بأربعة مراحل وهي دورة تشغيل كاملة للمحرك حيث تقاس بها ضوجان المحرك وهو عدد دورات دوران المحرك بالدقيقة ، تتكرر طول مدة تشغيل المحرك ، لانتاج طاقة حركية مستمرة .

الشفط
يتم به سحب الوقود والأكسجين الى داخل غرفة حيث تزاد حجم غرفة الإحتراق بهذا الشوط .

الضغط
يتم به ضغط الوقود والغاز وتجهيزة للإحتراق ،حيث يقل حجم غرفة الإحتراق بهذا الشوط

الانفجار
يتم به توجيه شرارة الإحتراق للوقود لإحداث إحتراق على شكل انفجار يؤدي تمدد الغازات الناتجة عنه لتوليد قوة تدفع حركية ، حيث يزداد حجم غرفة الإحتراق بهذا الشوط.

طرد العادم
يتم به إخراج الغازات العادمة الناتجة عن عملية الإحتراق ، والتجهيز لا ستقبال الوقود والأكسجين لبداية شوط جديد من دورة جديدة .




كيف يعمل المحرك النفاث




المحرّك النفّاث
إنّ المحرّك النفاث أو محرك مروحة التربو يختلف عن باقي المحرّكات، وطريقة عمله تختلف عن طريقة عمل باقي المحرّكات؛ حيث إنّ المحرك النفاث هو عملية معقّدة نتيجة التفاعل بين جزئين مختلفين.


أقسام المحرك النفاث
قسم النواه (القلب): ووظيفته هي إنتاج القوة اللازمة التي يحتاجها المحرك لإنتاج القوة الدافعة، القوة الدافعة مسؤولة عن عمليّة التوجيه التي تنتج عن تسارع الهواء "كتطبيق لقانون نيوتن الثاني" ومهمة هذه القوة الدافعة هي دفع الطائرة.
مروحة ضخمة: ويبلغ قطرها 275 سم، وتدور بسرعة 2800 دورة في الدقيقة عند إقلاع الطائرة.

هنا يبدأ عمل المحرّك عند مرور الهواء، وسلسلة الهواء كالآتي:

الهواء الذي يمر في المروحة فقط 15 % منه يمر عبر القلب أو النواة الأساسية للمحرّك، أما باقي النسبة تمر خارج القلب الأساسي للمحرك (على سطح القلب الخارجي)، أمّا عن نسبة 15% التي تدخل إلى القلب ستدخل إلى المكون الأول للقلب وهو الضاغط ذو الضغط المنخفض عبر ممرات صغيرة وبعدها يمرّ الهواء بعدة مراحل عبر مجموعة من الشفرات الدوارة، أثناء مرور الهواء في هذه المراحل سوف تزداد سرعته وترتفع درجة حرارته، وبعد ذلك سيمر الهواء بالضاغط ذي الضغط المرتفع المسؤول عن الضغط الكلّي للهواء أو ما يشكل نسبة 70%.
بعد أن يمر الهواء بالضاغطين المرتفع والمنخفض سوف يصبح ضغط الهواء أكثر من الضغط الخارجي بـ 35 مرة ودرجة حرارته أكثر من الخارج بـ 1000 درجة مئوية، بيكون ضغط الهواء في الوضع المناسب بينما سرعته غير مناسبة وأكبر من أن يعمل المحرك بكفاءة، ولذلك سيتم تمريره بشيء دائري الشكل يُسمّى بـ "دفييوزر" أو الناشر؛ حيث يقوم بنشر الهواء على مناطق أوسع، وبالتالي يتم تقليل سرعة الهواء مع بقاء درجة الحرارة والضغط ثابتين، وبعد ذلك يتمّ إدخال الهواء إلى غرفة الاحتراق؛ حيت يتم رفع مستوى طاقتة لدرجة كبيرة بواسطة ما يُسمّى بـ "حاقنات الوقود" ثمّ يتم حرق الخليط المتكون، ويصبح هذا الخليط أسخن بـ 1600 درجة مئوية، ويصبح جاهزاً للمرحلة القادمة.
في هذه المرحلة ينفجر الهواء الخارج من الضاغط فيقوم بتدوير الشفرات بسرعة أكبر من 10 آلاف دورة في الدقيقة؛ حيث إنّ هذه الشفرات مرتبطة بقضيب "شافت" يتوسط المحرك، ويدور الصاغط المرتفع المسؤول عن استخراخ الطاقة اللازمة من الهواء، وبعد ذلك يمرّ الهواء بضاغط الصغط المنخفص الآخر، وهذا الضاغط له مهمتان: أولاً استخراج طاقة كافية من الهواء لتحريك الضاغط المنخفض في المقدمة، وثانياً يقوم بتدوير المروحة العملاقة، ومن ثمّ يخرج الهواء بقوة دافعة بنسبة 20% من القوة الدافعة الكلية.



كيف يعمل التوربين الغازي



تعتبر التوربينات على وجه العموم أحد الاختراعات الهامة التي توصل إليها العلم الحديث والتي أسهمت بشكل كبير في التطور الصناعي الهائل الذي حصل في شتى أنحاء العالم، فتوجد العديد من التطبيقات في الوقت الحالي التي تعمل بواسطة التوربينات كمحطات توليد الطاقة الكهربائية أو كالطائرات بمختلف أنواعها، ويعد التوربين الغازي أو كما يسمى في بعض الأحيان بالعنفة الغازية أحد أشكال التوربينات العديدة والتي يتم استخدامها في عديد من التطبيقات المختلفة فيعتبر التوربين الغازي أحد أشكال حركات الاحتراق الداخلي.


فيتكون التوربين الغازي من ثلاث أجزاء متصلة مع بعضها البعض إذ يبدأ التوربين الغازي عمله في الضاغطة وهي أول أجزاء التوربين الغازي والذي يتم فيها ضغط الهواء الموجود في الجو إلى ضغط مرتفع، ومن ثم يتم إضافة الطاقة إلى هذا الهواء عن طريق رش الوقود والذي يكون عبارة عن غاز طبيعي أو شكل آخر من أشكال الوقود الأحفوري ليختلط مع الهواء المضغوط في غرفة الاحتراق والتي تعد ثاني أجزاء التوربين الغازي وبعد إضافة الوقود مع الهواء المضغوط يتم إشعال المزيج ممّا يؤدي إلى توليد هواء بدرجة حرارة مرتفعة جداً وضغط مرتفع وسرعة عالية أيضاً، فيقوم هذا الهواء المضغوط بعد ذلك بالدخول في الجزء الثالث من التوربين الغازي وهو التوربين بحيث تنتقل الطاقة من هذا الهواء إلى التوربين الذي يقوم بتحريك ما هو متصل به كالمولد الكهربائي على سبيل المثال ويخرج من التوربين بضغط أقل، ولا يكون العمود الذي يقوم التوربين بتدويره متصلاً مع الجهاز المراد تحريكه فقط إذ إنّه يكون متصلاً أيضاً مع الضاغط فيقوم بذلك الضاغط بأخذ الطاقة اللازمة لضغط الهواء الداخل إلى التوربين الغازي عن طريق التوربين نفسه، ويكون الجزء المراد تشغيله كالضاغط على سبيل المثال مربوطاً عن طريق علبة من التروس من اجل خفض سرعة دورانه العالية.


ويتم تصميم التوربين بحيث يكون الهواء الناتج يحمل الطاقة اللازمة لنا بشكل أكبر حيث أنّ التوربين الغازي قد يستعمل في الطائرات النفاثة أو في السفن أو الدبابات أو محطات توليد الطاقة الكهربائية، ويمتاز التوربين الغازي بعدد من الامتيازات التي تجعله مرغوباً في العديد من التطبيقات كسرعة التشغيل إذ أنّ الأنواع الأخرى من التوربينات تحتاج إلى تحضيرات كثيرة من أجل تشغيلها كالتوربينات البخارية ممّا يجعل التوربينات الغازية مستعملة بشكل كبير في أوقات الذروة في محطات توليد الطاقة الكهربائية أو لتوليد الطاقة الكهربائية في المستشفيات أو بعض المجمعات على سبيل المثال عند انقطاع الطاقة الكهربائية.



كيف يعمل محرك الطائرة



مقدمة
يعتبر المحرك من الأجزاء الرئيسية في الطائرة، ويعمل لتأمين القوة الدافعة، أي أنه يسحب الهواء ويقوم بدفعه بقوة للخلف وذلك حتى تتقدم الطائرة.


كيف يعمل محرك الطائرة
يعمل محرك الطائرة النفاث على دفع الطائرة للأمام، حيث يطبق القانون نيوتن الثالث الشهير على مبدأ عمل المحرك، والذي ينص على أن لكل قوة فعل قوة رد فعل، مساوية لها في المقدار ومعاكسة لها في الاتجاه.


حيث يكون المحرك مرتبط بإطارات الطائرة بواسطة وصلات، تجعل الطائرة تتحرك بسرعة مسببة اندفاع الطائرة للأمام، ومن المعروف أن الطائرة تحوي على جناحان كبيران حيث يقومان بتخفيف الضغط الكبير الذي ينتج عن وزن الطائرة.


الآن سوف أقوم بتوضيح فكرة عمل محرك الطائرة بشكل أوسع:


أنواع محركات الطائرة وفكرة عملها
محرك الطائرة نوعان، وهما:

المحرك المكبسي
وهو عبارة عن محرك احتراق داخلي، مثل الذي يعمل في السيارات، حيث يقوم هذا المحرك بإدارة مروحة مقدمة الطائرة، أو المراوح الموجودة على الأجنحة، حيث تقوم هذا المراوح بدفع الهواء بقوة إلى الخلف، ومن ثم تتقدم الطائرة إلى الامام.
المحرك التوربيني
يقوم هذا المحرك النفاث بشفط الهواء من المقدمة عن طريق المروحة، ثم يقوم بضغطه، وذلك عن طريق سحبه في سلسلة من مراوح بشفرات صغيرة تكون متمثلة بعمود، ومن ثم يخلط بوقود، ويتم إشعال هذا الخليط من الهواء، والوقود عن طريق شرارة كهربائية مؤدية إلى انفجار هذا الخليط بشدة؛ لتنتشر هذه الغازات المحترقة متجهة نحو التوربين.

ويتألف التوربين من مجموعة مراوح تدور، وعندما تقوم المراوح بالدوران تتحرك المراوح الموجودة بمقدمة الطائرة عن طريق عمود مربوط بالتوربين. وبعد ذلك تتجه الغازات بشكل قوي إلى الخلف عبر فوهات العادم، وهذه القوة المرجعة إلى الخلف تقوم بدفع الطائرة والمحرك النفاث إلى الأمام، ثم يتدفق الهواء عن طريق المحرك، بعض الهواء يدخل إلى المحرك، والبعض الآخر ينتشر حول المحرك؛ وذلك لخفض صوت المحرك، وبعد ذلك يخلط هذا الهواء مع هواء حار، حتى يزيد من قوة الدفع.


أنواع المحركات النفاثة ومبدأ عمل كلاً منها
محرك احتراق داخلي
وفي هذا المحرك تتم عملية خلط الوقود فقط، ولا تتم عملية الاحتراق بالخارج كما هو الحال في محركات أخرى.
محرك توربيني يحوي دفاعة قناتية
وهو من أحد المحركات التور بينية النفاثة، لكنه يحوي دفاعة ذات مرحلة واحدة، أو أكثر تعمل بعدد مراحل توربيني ذات الضغط المنخفض في ممر حلقي، تقوم بدفع الهواء إلى الضاغط ذي الضغط المرتفع، وإلى الممر الحلقي؛ وذلك لتصريف العادم.

وتكون نسبة التخفيف التحويلي في هذا المحرك أكبر من المحرك التوربيني الغازي.

وتم تصميم المدخل في هذا المحرك؛ ليسهل التحكم بشكل مباشر، وحتى تكون لا تتأثر ريش الدفاعة بالسرعة الهوائية للطائرة.

ومن مميزات هذا المحرك: أنه يقوم بتوليد دفع أكبر من أي محرك نفاث أخر عند السرعات الهوائية المنخفضة.

المحرك التربيني التحويلي الغازي
محرك توربيني نفاث، يعتبر ضاغط جيد للضغط المنخفض.

مبدأ عمله: يقوم بنشر ما يخرجه من هواء حول ضاغط الضغط المرتفع، وقد يستخدم هذا الهواء في تشغيل محرك حارق، مما يؤدي إلى تقليل سرعة الغازات الخارجة، ومن ثم تتحسن الكفاية الدسرية،ويخف مستوى ضجيج المحرك في مرحلة الطيران.

المحرك التوربيني المروحي
محرك نفاث، مبدأ عمله: يقوم بشفط الهواء لداخله وتدار المروحة، وينتج عن هذا دفع قليل من المروحة، وآخر من النافورة الخلفية.

ويستخدم هذا المحرك في الطائرات صغيرة الحجم، ويعتبر محرك فعالا عند الارتفاعات المنخفضة، والسرعة العادية التي تبلغ 640 كم/ساعة.

ويزود هذا النوع من المحركات بمراوح قصيرة الطول وكثيرة العدد.

هذا المحرك، تم إدخال تعديلات عليه؛ حتى يصبح أكثر فاعلية في السرعات المرتفعة.

المحرك التوربيني النفاث
حيث يعمل هذا المحرك بشفط الهواء إلى الداخل، ويتألف من: الضاغط، غرف الاحتراق، توربينية غازية تولد دفع بشكل مسبق عن طريق الغازات الساخنة التي تسير عبر المدخل المخروطي العادم، وتخرج من ممر الدسر، ويأخذ الدفع الشكل النافوري، ثم ينشأ دفع مقدم ناتج عن قوة وسرعة إفلات الغازات العادم من مؤخرة الطائرة.

المحرك النبضي النافوري
الذي يقوم بشفط الهواء إلى داخله، ويتألف من: غرفة احتراق يعبر إليها الهواء عن طريق صمامات تفتح وتغلق بتأثير الضغط داخل الغرفة.

ويتكون أيضا من نافورة التي تولد دفع؛ بسبب غازاتها الساخنة المندفعة منها، ويأخذ الاندفاع الشكل النافوري، ويتألف من سلسلة متوالية من النبضات الدفعية.

المحرك التضاغطي النفاث
يتكون هذا المحرك من غرفة احتراق، والماسورة النافورية، ومستنشر.

بعد أن يقوم المحرك بشفط الهواء إلى داخله، يتولد الدفع، من خلال نفث الهواء الساخن خلفا.

هذا النوع من المحركات أدائه غير كافي، إلا إذا تجاوزت سرعة عن 2450 كم/ساعة.

المحرك التوربيني ذو الدفع المتضاد
وهو نوع من المحركات والتي يكون فيها سريان الهواء بداخل التوربينة والضاغط باتجاه متضادين.

المحرك التوربيني الغازي
وهو المحرك الذي يتم فيه تسخين عامل التشغيل بالاحتراق الداخلي، ثم ينتشر خلال مرحلة توربينية.

محرك عمود الإدارة التوربيني
وهو شبيه للمحرك المرحوي التوربيني، لكن هذا المحرك لا يدير المروحة الطائرة، ويستخدم هذا المحرك في طائرات الهليكوبتر، ولكن سرعة المروحة مستقلة تماما عن سرعة المحرك، وهذا الذي يجعل المروحة ثابتة أثناء الطيران ومهما تغيرت سرعة المحرك.

تم إضافة عازل ومُصفى أتربة إلى المحرك عند مدخل الهواء، حتى لا يتسبب بإعاقة المحرك؛ بسبب أن هذه الطائرات تطير على ارتفاعات منخفض.

المحرك التوربيني المركب
وهو عبارة عن محرك غازي تتم فيه عمليات الانضغاط على مراحل عبر عدد من المراحل المرتبة ميكانيكيا، وكل قسم يدير تربينة مستقلة.

المحرك ثنائي القسم
عبارة عن محرك نفاث يتكون من ضاغط محوري ينقسم إلى قسمين، وكل واحد منها يُدار عن طريق توربينية منفصلة.
ومن مميزاته: أنه يعطي مرونة أكبر في التشغيل، ويسمح بالإنضغاط المرتفع.

المحرك الدائري
وهو من أنواع المحركات ذات الاحتراق الداخلي، حيث تكون الأسطوانات موجودة حول العمود المرفقي بشكل دائري.
المحرك المستقيم
وهو أيضا نوع من أنواع محركات ذات الاحتراق الداخلي، لكنه ترددي، يحتوي على صف واحد، أو أكثر من الأسطوانات المتتالية من الأمام إلى الخلف.

المحرك المنكوس
وهو محرك اختراق داخلي، حيث تتواجد الأسطوانات فيه أسفل العمود المرفقي.


بعض التنبيهات الهامة
المقصود باسطوانة اللهب: الجزء الذي على شكل الأسطوانة من غرفة الاحتراق، وفيه تتولد درجات الحرارة المرتفعة.

الاشتعال: وهي عملية بدء الاحتراق في مرحلة تشغيل المحرك، و تنتج بسبب:

الاشتعال الذاتي: وهو الاشتعال الوقود من تلقاء نفسه عندما يدخل دخول الأسطوانة، واختلاطه بالهواء الساخن في محرك الاحتراق الداخلي.
التوربينة: وهي قسم من المحرك النفاث، والذي بداخله تتم إدارة غازات الاحتراق الساخنة صف من الريش المثبتة على في القرص، حتى تتم تشغيل التوربينة لمرحلة واحد أو كثر.
حارق: وهي عبارة عن نبضية ذات ثقب ثابت، أو متحرك؛ وذلك لرش بعض من الوقود السائل في غرفة والقيام بحرقه.
حرارة الانضغاط
وهي الحرارة الناتجة من انضغاط الغازات، و تنتج بسبب:

دفع: وهي القوة الداسرة والتي تولده وحدات القدرة في الطائرة؛ لإحداث حركة في جسم الطائرة، أو لتغيير حركتها، أي أنها القوى الهوائية التي يولدها المحرك النفاث.


محرك بخاري



يعتبر المحرك البخاري أحد أول المحركات التي ظهرت والتي تسببت بنقلة نوعية في المجالات الصناعية ومجالات النقل وكانت من الأسباب الرئيسية في حدوث الثورة الصناعية ومبدأ عمل المحرك البخاري بسيط إذ أن بخار الماء الذي يندفع من المرجل بضغط وحرارة عاليين يقومان بدفع المكبس الموجود داخل الأسطوانة ومن ثم يمكن تسخير هذه الحركة لتحريك التوربين أو العجلات كما في القاطرات، ويمكن صنع المحرك البخاري بشكل بسيط في المنزل كما يلي:

نقوم بإحضار علبة ألمنيوم المستخدمة في المشروبات الغازية ونقوم بقص ثلثها من الأسفل.
نقوم بثني جزء بسيط من العلبة من الجزء المقصوص للتخلص من الحواف الحادة التي قد تتسبب بالعديد من الجروح.
نضغط على الجزء الداخلي السفلي من العلبة من أجل جعلها مسطحة الشكل ويمكن عمل ذلك باستخدام الإصبع أو باستخدام علبة زجاجية مسطحة من الأسفل.
نقوم بثقي ثقبين صغيرين باستخدام مثقب الأوراق بحيث يكون الثقبان مقابلين لبعضهما البعض وفي أعلى العلبة.
نقوم بوضع شمعة من الداخل ومن المهم أن تكون هذه الشمعة مرتفعة من الحواف كي لا تؤدي إلى سكب الشمع في داخل العلبة، كما نقوم بتثبيت الشمعة في مكانها عن طريق وضع ورق الألمنيوم على جوانبها.
نقوم بعمل ملف في أنبوب نحاسي عن طريق لفها حول قلم عدة لفات ومن المهم أن يكون طرفا الأنبوب من جانبي الملف ممتدين خارج العلبة بعدة سنتيمترات.
نقوم بإدخال طرفي الأنبوب في الثقبين اللذين صنعناهما في العلبة بحيث يكون الملف فوق الشمعة ويكون الأنبوب النحاسي ممتداً خارج الثقبين.
نقوم بثني أجزاء الأنبوب خارج العلبة للأسفل بزاوية تسعين درجة ومن ثم نقوم بثنيهما أيضاً عكس بعضهما البعض في الجهة الأفقية وبزاوية تسعين درجة خارج الثقبين.
نقوم بوضع العلبة في وعاء مليء بالماء بحيث تكون العلبة طافية على سطح الماء وطرفا الأنبوبين اللذان قمنا بثنيهما مغمورين في الماء.
نقوم بملء الفراغات في داخل الأنبوب بالماء عن طريق وبمكن فعل ذلك عن طريق وضع جزء من الأنبوب في داخل الماء والقيام بشفط الماء من الجهة الأخرى من الأنبوب كما نفعل في القشة ومن ثم نقوم بوضع الإصبع عليه مباشرة من أجل إغلاقها ومنع الماء من الرجوع ومن ثم إرجاعها إلى داخ الماء بسرعة.
نقوم بإشعال الشمعة وعند عمل ذلك سيبدأ الماء بالغليان في داخل الملف وسيتحول إلى الحارة الغازية وعندما يحدث ذلك سيندفع من جانبي القشة مولداً حركة دورانية في العلبة.