جيمس واط
"جيمس وات" مخترع المحرك البخاري
"جيمس وات" مخترع المحرك البخاري
ولدَ في 19 يناير 1736
گرينوك، أسكتلندا
توفي في 19 اغسطس 1819[1]
Handsworth, Birmingham, England
مكان الإقامة Glasgow then Handsworth, Great Britain
القومية British
الإثنية Scottish
مجال البحث مخترع ومهندس ميكانيكي
المؤسسات جامعة گلاسگو
Boulton and Watt
اشتهر بسبب Improving the steam engine
الديانة Presbyterian

جيمس واط (1736 – 1819م) مخترع اسكتلندي أعطى للعالم إحدى أعظم الآلات في التاريخ (المحرك البخاري المكثف) التي فجرت الثورة الصناعية، ولم يكن وات أول من اخترع الآلة البخارية، فقد سبقته محاولات كثيرة من قبله، لكن تلك الآلات السابقا كانت ضعيفة الجهد بدرجة أنهم كانوا يستخدمونها فقط في ضخ الماء من المناجم، وتشارك وات مع المهندس الإنكليزي ماتيو بارلتون وعمل الاثنان في إنشاء معمل لتصنيع مخترعات وات ومن اكتشافاته الأخرى المقياس المائي والعنفة البحرية والناظم النابذ لتنظيم سرعة المحرك.

ولقد كانت الآلة البخارية ذروة الثورة الصناعية لا ثمرة لها تماماً. ولا داعي للرجوع بالذاكرة إلى هيرو الإسكندري (200 م؟)، لأن دنتن بابين وصف جميع مكونات ومبادئ آلة بخارية عملية في عام 1690. ثم صنع تومس سافري مضخة يديرها البخار في 1698. وطورها تومس نيوكومن (1708-12) إلى آلة يكثف فيها تيار متدفق من الماء البارد البخاري المولد من الماء المحمي، ويدفع فيها بالتناوب ضغط الهواء كباساً إلى أعلى وأسفل؛ هذه "الآلة الهوائية" ظلت الآلة القياسية حتى حولها جيمس وات إلى آلة بخارية حقيقية في 1765.

وكان وات بخلاف معظم مخترعي ذلك الجيل طالباً كما كان رجلاً عملياً. كان جده معلم رياضيات، وأبوه معمارياً وبناء سفن وقاضياً في بلدة جرينوك في جنوب غربي إسكتلندة. ولم يحظ جيمس بتعليم جامعي، ولكنه كان ذا تطلع خارق واستعداد ميكانيكي. ويعرف نصف العالم قصته مع عمته التي وبخته قائلة "لم أر قط ولداً خاملاً مثلك... فإنك لم تنطق بكلمة واحدة طوال هذه الساعة، بل نزعت غطاء تلك الغلاية، ثم أعدته إلى مكانه، ثم أمسكت تارة قلنسوة وتارة ملعقة فضية فوق البخار ملاحظاً كيف يتصاعد من البزبوز، وممسكاً بالقطرات محصياً إياها(11)". وفي القصة رائحة الأسطورة، ولكن مخطوطاً خلفه جيمس وات بخط يده يصف تجربة فيها "ثبت الطرف المستقيم لأنبوب على بزبوز غلاية شاي"، وجاء في مخطوطة أخرى: "أخذت أنبوبة زجاجية ملوية وأدخلتها في فم غلاية الشاي، وغمرت الطرف الآخر في ماء بارد"(12).

وحين بلغ وات العشرين (1756) حاول أن يبدأ عمله في جلاسجو صانعاً للأدوات العلمية. أبت عليه نقابات حرف المدينة الرخصة بحجة أنه لم يكمل التلمذة كلها، ولكن جامعة جلاسجو أعطته ورشة داخل أرضها. واختلف إلى محاضرات الكيمياء التي يلقيها جوزيف بلاك، وكسب صداقته ومساعدته، واهتم خاصة بنظرية بلاك في الحرارة الكامنة(13).

ثم تعلم الألمانية والفرنسية والإيطالية ليقرأ الكتب الأجنبية بما فيها كتب الميتافيزيقا والشعر. وقد راع السير جيمس روبيسون تنوع معلوماته، وكان يعرفه في تلك الآونة (1758)، فقال "رأيت صانعاً ولم أتوقع أكثر من هذا، ولكني وجدت فيلسوفاً"(14). وفي 1763 طلبت إليه الجامعة أن يصلح نموذجاً من آلة نيوكومن كان يستعمل في تدريس الفيزياء. وأدهشته أن ثلاثة أرباع الحرارة التي تمد بها الآلة تضيع هباء، فبعد كل ضربة كباس تفقد الأسطوانة الحرارة من جراء استعمال الماء البارد لتكثيف كمية البخار الجديدة التي تدخل الأسطوانة، فقد كان قدر كبير من الطاقة يتبدد حتى حكم أكثر أصحاب المصانع بأن الآلة غير مجزية. واعتزم وات تكثيف البخار في وعاء منفصل لا تؤثر درجة حرارته المنخفضة في الأسطوانة التي يتحرك فيها الكباس. وزاد هذا "المكثف" كفاءة الآلة في نسبة الوقود المستعمل إلى العمل المؤدي قرابة ثلاثمائة في المائة. ويضاف إلى هذا أن الكباس بفضل إصلاح وات للآلة أخذ يحركه تمدد البخار لا الهواء؛ لقد صنع وات آلة بخارية لا مراء فيها.

أما الانتقال من الخطط والنماذج إلى التطبيق العملي فقد أفنى اثني عشر عاماً من حياة وات. ولكي يصنع عينات ويحدث تحسينات متعاقبة في آلته اقترض أكثر من ألف جنيه، وأكثرها من جوسف بلاك، الذي لم يفقد إيمانه به قط. وتنبأ جون سميتن، وكان هو نفسه مخترعاً ومهندساً، بأن آلة وات لا يمكن "تعميم استعمالها أبدأ لصعوبة تصنيع أجزائها بالدقة الكافية"(15)، وفي 1765 تزوج وات، وكان عليه أن يكسب مزيداً من المال، فنحى اختراعه وعكف على أعمال المساحة والهندسة، فرسم تصميمات الثغور والكباري والقنوات. وخلال ذلك قدمه لاك إلى جون روبك الذي كان يبحث عن آلة أكثر فاعلية من آلة نيوكومن لضخ الماء من مناجم الفحم التي تمد بالوقود مصانع الحديد التي يملكها في كارون. وفي 1767 وافق على أن يدفع ديون وات ويزوده برأس المال اللازم لصنع آلات طبق مواصفات وات، وذلك لقاء ثلثي الأرباح التي تتحقق من التركيبات أو المبيعات. ورغبة في حماية استثمارهما طلب وات في 1769 إلى البرلمان براءة اختراع تعطيه دون غيره حق إنتاج آلته، فمنح البراءة حتى عام 1783. وأقام هو وروبك آلة بخارية قرب أدنبره، ولكن صنعة الحدادين الرديئة تسببت في فضلها؛ وفي بعض الحالات كانت الأسطوانات التي صنعت لوات أكبر في قطرها ثمن بوصة في طرف منها في الآخر.

وباع روبك نصيبه في الشركة إلى ماثيو بولتن (1773) بعد أن فتت النكسات في عضده. وبدأ الآن ارتباط ملحوظ في تاريخ الصداقة كما هو ملحوظ في تاريخ الصناعة. ذلك أن بولتني لم يكن مجرد إنسان يجري وراء الربح، فلقد بلغ اهتمامه بتحسين طرائق الإنتاج وميكانيكياته حداً أفقده ثروته في هذا سبيل. ففي 1760 تزوج وهو في الثالثة والثلاثون من أرملة غنية، وكان في وسعه أن يتقاعد ويعيش على دخلها، ولكنه بدلاً من هذا بنى في سوهو قرب برمنجهام مصنعاً من أكبر مصانع إنجلترا، يقوم بصنع أنواع كثيرة من الأدوات المعدنية من مشابك الأحذية إلى الثريات. وكلن يعتمد على القوة المائية لتشغيل الآلات في مباني مصنعه الخمسة ثم اعتزم أن يجرب قوة البخار. وكان على علم بأن وات أثبت عدم كفاية آلة نيوكومن، وأن آلة وات فشلت بسبب الأسطوانات التي ثقبت بغير دقة، فغامر مغامرة محسوبة مفترضاً أن هذا العيب يمكن التغلب عليه. وفي 1774 نقل آلة وات إلى سوهو، وفي 1775 لحق به وات. ومد البرلمان أجل البراءة من 1783 إلى 1800.

وفي 1775 أخترع كبير الحدادين ولكنسن قضيب ثقب أسطوانياً مجوفاً مكن بولتن ووات من إنتاج آلات ذات قوة وكفاية لم يسبق لهما نظير، وسرعان ما أخذت الشركة الجديدة تبيع الآلات البخارية لأصحاب المصانع والمناجم في طول بريطانيا وعرضها. وقد زار بوزويل سوهو في 1776 وكتب يقول: "لقد تفضل على مستر هكتور بمرافقتي لرؤية مصانع مستر بولتن الكبرى... ووددت لو كان جونسن معنا، لأنه كان مشهداً كان يسرني أن أتأمله على ضوء علمه. ولقد كانت ضخامة بعض الآلات وتعقدها خليقة بأن تكون تقريعاً لعقله الجبار. ولن لأنسى ما حييت عبارة مستر بولتن التي قالها لي "إنني يا سيدي أبيع هنا ما يريد العالم كله أن يملكه-القوة المحركة". وكان يشتغل بمصنعه نحو سبعمائة نفس. وقد رأيت فيه "زعيم قبيلة حديدياً، وبدا أنه أب لقبيلته"(16).
Steam engine designed by Boulton & Watt. Engraving of a 1784 engine.
Reproduction of James Watt's steam engine

على أن آلات وات البخارية كانت لا تزال ناقصة، وقد جاهد على الدوام لتحسينها. ففي 1781 سجل اختراعاً تحول فيه حركة الكباس المتناوبة إلى حركة دوارة، مما جعل الآلة البخارية صالحة لإدارة المكنات العادية. وفي 1782 سجل آلة بخارية ثنائية العمل، يتلقى فيها طرفا الأسطوانة دفعين من الغلاية والمكثف. وفي 1788 سجل اختراع "ضابط على شكل بلية طيارة" ينظم تدفق البخار ليزيد من السرعة المتماثلة في الآلة. وخلال سنوات التجريب هذه كان مخترعون آخرون يصنعون آلات منافسة، وكان على وات أن ينتظر حلول عام 1783 حتى تسدد مبيعاته ديونه وتبدأ في أن تؤتي ثمراتها. فلما انتهت فترة براءته اعتزل العمل النشيط، وواصل العمل في شركة بولتن ووات أبناؤهما. وتسلى وات بالاختراعات الصغيرة، واستمتع بشيخوخة رضية، ومات 1819 وقد بلغ الثالثة والثمانين.


أدخل تحسينات أساسية عام 1765 م على آلة نيوكومن البخارية مما أدى إلى انتشار استخدام الطاقة البخارية في كثير من المصانع.


فهرست


* 1 الأسلوب والشخصية
o 1.1 السنوات اللاحقة
* 2 الخلاف
* 3 ذكراه
* 4 انظر أيضاً
* 5 الهامش
* 6 للاستزادة
* 7 وصلات خارجية
* 8 المصادر

الأسلوب والشخصية
السنوات اللاحقة