التراث الاسلامي في عالمنا - تقنية رفع الماء للعالم المسلم الجزري

عندما تستخدم المصاصة لشرب العصير او الكولا قد يتساءل البعض من اول من اكتشفها او تطرق لموضوع رفع السوائل. قد يتبادر بذهنك اسم بعض العلماء مثل نيوتن او باسكال او غيرهم من العلماء الاوروبيين. انت مخطئ.

عملية رفع السوائل تطرق لها العالم المسلم اسماعيل الجزري، و الذي يعتبر من اوائل المهندسين و المخترعين في التاريخ. 

عاش هذا العالم في جنوب شرق تركيا، عمل كرئيس المهندسين في ديار بكر. و حظي برعاية حكام ديار بكر من بني أرتق، ودخل في خدمة ملوكهم لمدة خمس وعشرين سنة، وذلك ابتداء من سنة 570هـ/1174م، فأصبح كبير مهندسي الميكانيكا في البلاط. صمم الجزري آلات كثيرة ذات أهمية كبيرة كثير منها لم يكن معروفا في أي مكان في العالم من قبل. من آلاته: آلات رفع الماء وساعات مائية ذات نظام تنبيه ذاتي وصمامات تحويل وأنظمة تحكم ذاتي وكثير غيرها شرحها في مؤلفه الرائع المزود برسومات توضيحية الذي أسماه "الجامع بين العلم والعمل النافع في صناعة الحيل".

اخترع الجزري خمس آلات لرفع المياه، وكذلك طواحين مائية وعجلات مائية مع حدبات على محورها تستخدم لتشغيل الآلة. كان آلات رفع المياه هذه تحتوي على أهم الأفكار والمكونات.

مضخات سلسلة الساقية

كان أول استخدام معروف لآلية الموفق داخل مضخة توجد في إحدى ماكينات الساقية التي صنعها الجزري. إن مفهوم تقليل العمل المتقطع تضمنت أولاً في إحدى مضخات الساقية، والتي كانت تهدف إلى زيادة كفاءة مضخة سلسلة الساقية. كما أنشأ الجزري مضخة سلسلة الساقية لجمع المياه التي تُدار بالطاقة الكهرومائية بدلاً من العمل اليدوي. زُودت آلات الساقية -مثل تلك التي وصفها- بالمياه في دمشق منذ القرن الثالث عشر وحتى العصر الحديث، وكانت تستخدم بشكل يومي في جميع أنحاء العالم الإسلامي في العصور الوسطى.

مضخة شفط مزدوجة الفعل مع الصمامات وحركة المكبس الترددية

استشهادًا بالسيفون البيزنطي المستخدم في تصريف النار اليونانية كمصدر إلهام، مضى الجزري لوصف أنابيب الشفط الأولى ومضخة الشفط والمضخة مزدوجة الفعل، واستخدم الطرق القديمة للصمامات وآلية ربط العمود المرفقي عندما اخترع مضخة شفط مكبس مزدوجة الترددية. شُغلت هذه المضخة بواسطة عجلة مائية والتي تعمل من خلال نظام التروس على فتحه قضيب التذبذب الذي تعلق عليه قضبان مكابس. تعمل المكابس في أسطوانات معاكسة أفقياً، وتُزود كل منها بأنابيب الشفط التي تديرها الصمامات، كما تُوصل أنابيب التوصيل فوق مركز الماكينة لتشكيل مخرج واحد في نظام الري. كان لآلة رفع المياه هذه أهمية مباشرة لتطوير الهندسة الحديثة.

هذه المضخة رائعة لثلاثة أسباب:

أول استخدام معروف لأنبوب الشفط الحقيقي (الذي يمتص السوائل في فراغ جزئي) في المضخة.

أول تطبيق لمبدأ التمثيل المزدوج.

تحويل الحركة الدوارة إلى حركة ترددية.

يمكن لمضخة مكبس شفط الجزري رفع 13.6 متر من الماء بمساعدة أنابيب التوصيل. كان هذا أكثر تطوراً من مضخات الشفط التي ظهرت في أوروبا في القرن الخامس عشر، والتي كانت تفتقر إلى أنابيب التوصيل.

شبكة توزيع المياه

طور الجزري أول نظام لإمداد المياه ليُدار بواسطة التروس والطاقة الكهرومائية، والذي بُني في دمشق في القرن الثالث عشر لتزويد المساجد ومستشفيات بيمارستان بالمياه.

كان له عدة اسهامات اخرى حيث طور عدد من الاليات و التقنيات التي اصبحت الاساس للعديد من الاختراعات منها:

عمود الحدبات

 وهو عمود تتصل به الحدبات، وقد استخدم هذه الآلية في آلاته كالساعات المائية (مثل ساعة الشموع) وآلات رفع المياه. ظهرت الحدبة وعمود الحدبات أيضًا في الآليات الأوروبية من القرن الرابع عشر.

العمود المرفقي وآلية المرفق المنزلق

استُخدم المقبض المركزي في الحجر الدوار لتشكيل آلية المرفق، والتي انتشرت في أنحاء إسبانيا في القرن الخامس قبل الميلاد. 

استخدم العمود المرفق بقضيب توصيل في اثنين من آلات رفع المياه: مضخة سلسلة الساقية المدفوعة بآلية المرفق ومضخة شفط المكبس مزدوجة الفعل.

طرق التصميم والبناء

مؤرخ التكنولوجيا الإنجليزية دونالد هيل كتب ما يلي:

«نرى للمرة الأولى في عمل الجزري عدة مفاهيم مهمة لكل من التصميم والبناء: تصفيح الأخشاب لتقليل التشوه إلى أدنى حد وتحقيق التوازن الثابت بين العجلات، واستخدام قوالب خشبية (نوع من النماذج) ونماذج الورق لإنشاء التصاميم، ومعايرة الفتحات وطحن المقاعد والمقابس للصمامات مع مسحوق الصنفرة ليلائم الماء، وصب المعادن في صناديق مقفلة مغلقة بالرمل.

آلية الهروب في عجلة دوارة

اخترع الجزري طريقة للتحكم في سرعة دوران عجلة باستخدام آلية الهروب.

الترس القطاعي

الترس القطاعي هو "قطعة لتلقي أو توصيل حركة ترددية من أو إلى عجلة مسننة، تتألف من قطاع من تعشيق التروس الدائري، لها تروس على محيطها أو سطحها".

هذه بعض من الرسومات لاختراعات الجزري. اضغط على الصورة لتكبيرها.

ساعة شمعية؛ من اختراعات الجزري في كتاب معرفة الحيل الهندسية

لعبة موسيقية؛ من كتاب معرفة الحيل الهندسية

الجهاز الألي المجدول

غاسل اليدين المجدول

آلة لرفع الماء

ساعة القلعة التلقائية

نظام التروس لرفع الماء في النواعير