کتاب الحیل

  یکی از نمونه هایی که در ابتدای کتب و مقالات علمی در باره نوسانات واهلشی معرفی می شود، منبع حاوی مایع و یک سیفون ساده است که به جام تانتالوس مشهور است. پیگیری نگارنده مقاله نشان داده است که منشأ تاریخی مستندی برای این جام نمی توان یافت و احتمالاً از اواخر قرن هجدهم یا اوایل قرن نوزدهم این جام به عنوان یک وسیله آزمایشگاهی در مراکز آموزشی و تحقیقاتی اروپا معرفی شده است. در سی و دومین طرح در کتاب الحیل احمد بن موسی عملاً دستگاهی معرفی می شود که وسیله ای با همان عملکرد، امّا کامل تر از جام تانتالوس است، دستگاهی که در این مقاله "نوسانگر واهلشی هیدرولیکی بنوموسی" نامیده شده است. دراین مقاله نخست سابقه کتابالحیل وفشرده زندگی مؤلف کتاب؛یعنی احمد بن موسی بن شاکر خراسانی بیان شده است. سپس، سوابق تاریخی و علمی جام تانتالوس بررسی و پس از آن کارکرد جام تانتالوس تحلیل و در انتها، نوسانگر هیدرولیکی بنوموسی مبتنی بر واهلش به تفصیل تشریح شده است. نویسنده این مقاله مدعی است که بنوموسی اولین مهندسی بود که سیستم نوسانگر واهلشی را در یک دستگاه مکانیکی به کار گرفت. علاوه بر این، در این مقاله نشان داده شده است که با استفاده از نوسانگر هیدرولیکی بنوموسی می توان پدیده های ارتعاشی را به دانشجویان بهتر تفهیم کرد.  

یکی از مباحث مهم حوزه مهندسی، سامانه های کنترل خودکار با بازخورد یا بدون آن است. از منظر غالب استادان و دانشجویان این موضوع از مباحث کمابیش جدید و پیشرفته مهندسی محسوب می شود و لذا از حوزه های جوان در تاریخ مهندسی تلقی می شود. در این مقاله نشان داده می شود که ایده کنترل خودکار پیشینه دیرینه ای در تاریخ مهندسی دارد و یکی از برجسته ترین مهندسان ایرانی را باید پیش قراول مبحث کنترل خودکار دانست.  با هدف آشناسازی استادان و دانشجویان مهندسی با مبحث کنترل خودکار، مقاله حاضر به معرفی چراغهای روغنی با کنترل خودکار، که در کتاب الحیل بنوموسی تشریح شده است، می پردازد. نخست پیشینه کتاب الحیل و فشرده ویژگیهای علمی آن بیان می شود. سپس اشاره ای به پیشینه کنترل خودکار در تاریخ مهندسی می شود. پس از آن سه چراغ روغنی از چهار چراغ به اختصار معرفی می شود. در انتها و به عنوان نمونه، چراغ روغنی با فتیله خودتنظیم به تفصیل تشریح می شود. در این مقاله پیشنهاد شده است که با استفاده از طرحهای بنوموسی می توان موضوع کنترل خودکار را به دانشجویان بهتر تفهیم کرد و در تدریس از آن بهره گرفت.

 احمد بن موسی یکی از سه فرزند موسی بن شاکر خراسانی است و از زمره دانشمندان برجسته ایرانی پس از اسلام به شمار می رود که در قرن سوم هجری می زیسته است؛ از وی اختراعات و ابداعات زیادی در زمینه علم مکانیک به خصوص مکانیک سیالات در کتابی با عنوان الحیل بر جای مانده است که برخی از آنها در قالب طرحی پژوهشی با عنوان "طراحی و ساخت فناوریهای دانشمندان قدیم ایران" در پژوهشکده مکانیک سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران باز سازی و آزمایش و بهینه سازی شده اند. در این مقاله به بررسی مقایسه ای دستگاههایی از این کتاب پرداخته می شود که به طور خودکار مایع درون یک مخزن را به طور مستمر در هنگام مصرف از محل منبع دیگری تأمین می کنند. در این دستگاهها حجم مایع موجود در ظرف مصرف همواره ثابت و مقدار مشخصی است، هر چند که به هر مقدار از مایع موجود در آنها استفاده شود. پس از رسیدن مایع به سطحی معین شیر مخصوصی فعال می شود که بدین ترتیب، مایع مصرف شده جایگزین و شیر مجدداً به صورت خودکار بسته می شود. چگونگی صدور فرمان عملکرد به شیر ها در این دو دستگاه کاملاً متفاوت است و طراحی شیرها نیز با یکدیگر مغایر هستند. نتایج به دست آمده از آزمونها بیانگر این واقعیت اند که عملکرد دستگاهها با انچه در کتاب الحیل قید شده است، در توافق کامل قرار دارند

 از جمله ابداعاتی که در کتاب الحیل بیان شده است، چراغهایی هستند که از نظر طراحی و ساز کار در نوع خود بی نظیرند. الحیل عنوان کتابی است که در قرن سوم هجری در شهر بغداد توسط احمد بن موسی به رشته تحریر در آمده است. احمد بن موسی یکی از سه فرزند موسی بن شاکر خراسانی است که در تاریخ علم و دانش به "بنو موسی (فرزندان موسی)" مشهورند و از زمره دانشمندان برجسته ایرانی پس از اسلام به شمار می رود. از وی اختراعات و ابداعات زیادی در زمینه علم مکانیک به جا مانده است که شرح آنها در نسخ خطی کتاب الحیل بیان شده است. طراحی مجدد، بازسازی و آزمودن مکانیزمهای به کار رفته در طراحی این چراغها در قالب طرحی پژوهشی با عنوان "طراحی و ساخت فناوریهای دانشمندان قدیم ایران" در پژوهشکده مکانیک سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران به مرحله اجرا در آمده است. در این مقاله مکانیزمهای به کار رفته در این چراغها و کارکرد آنها از دیدگاه مهندسی امروز بررسی و چگونگی فرایند طراحی آنها ارزیابی شده است. در فرایند طراحی این چراغها نوعی تفکر تکاملی مشاهده می شود که با پیروی از این تفکر، هر چراغ از مکانیزم چراغ قبلی بهره جسته و در جهت کامل کردن کارکرد آن مکانیزم دیگری نیز بدان افزوده شده است. در طرحهای مذکور چراغ اول از ساز کار تغذیه خودکار روغن از محل یک مخزن اصلی برخوردار است و چراغ دوم مکا نیزم فتیله خودکار دارد و چراغهای سوم و چهارم که در واقع، یک طرح محسوب می شوند، آمیزه ای از دو مکانیزم به کار رفته در دو چراغ اول و دوم هستند. ا ما در طراحی آخرین چراغ، احمد بن موسی فقط مکانیزم حفاظت از شعله در برابر وزش باد را مطرح کرده است، ولی از آنجا که کلیه چراغهای مذکور در کتاب الحیل در اینجا مورد بررسی قرار گرفته اند، لذا، به چراغ مقاوم در برابر باد نیز پرداخته شده است. در نهایت، نمونه های بازسازی شده مورد آزمون قرار گرفتند و نتایج به دست آمده از آزمونها نشان دادند که کارکرد این چراغها با آنچه در کتاب الحیل قید شده است، یکسان است. از دیگر یافته های مهم این طرح می توان از طراحی مکانیزمهای کنترل مکانیکی و هیدرو مکانیکی نام برد که با توسعه به هنگام آنان می توان از آنها در آموزش مهندسی و صنعت بهره گرفت.

 در کتاب الحیل به بیان و طراحی مهندسی دستگاهها و ظروفی اقدام شده که از منظر دانش مهندسی هر یک در نوع خود بی نظیر و شگفت انگیز است. برخی از این ظروف و دستگاهها از نظر طراحی و سازکار توانایی و قابلیت تفکیک مایعات را بر مبنای گرانروشان دارند و بعضی دیگر مایعات را بر اساس چگالیشان جدا کنند. الحیل عنوان کتابی است که آن را در قرن سوم هجری در شهر بغداد احمد بن موسی به رشته تحریر در آورد. احمد بن موسی یکی از سه فرزند موسی بن شاکر خراسانی است که در تاریخ علم و دانش به "بنو موسی (فرزندان موسی)" مشهورند. وی از زمره دانشمندان برجسته ایرانی پس از اسلام است . از وی اختراعات و ابداعات زیادی در زمینه علم مکانیک بجا مانده است که شرح آنها در نسخ خطی کتاب الحیل بیان شده است. طراحی مجدد، بازسازی و آزمودن مکانیزمهای به کار رفته در طراحی این ظروف در قالب طرحی پژوهشی با عنوان "طراحی و ساخت فناوریهای دانشمندان قدیم ایران" در پژوهشکده مکانیک سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران اجرا شده است. در این مقاله مکانیزمهای به کار رفته در این ظروف و بیان عملکرد آنها از دیدگاه مهندسی امروز و ارزیابی چگونگی فرایند طراحی آنها بررسی شده است. در فرایند طراحی این ظروف همانند بیشتر طرحهای ارائه شده در کتاب الحیل نوعی تفکر تکاملی مشاهده می شود که با پیروی از این تفکر برخی از این ظروف از مکانیزم ظروف دیگر بهره جسته و در جهت تکامل عملکرد آنها مکانیزم یا مکانیزمهای دیگری نیز به آنها افزوده شده است. در نهایت، نمونه های بازسازی شده آزمایش شدند و نتایج به دست آمده از آزمونها بیانگر آن است که عملکرد آنها با آنچه در کتاب الحیل قید شده است، هماهنگ است. از جمله یافته های مهم این طرح می توان از طراحی مکانیزمهایی نام برد که قادرند تا در عین سادگی، مایعات را بر اساس چگالی یا گرانروی شان به طور مجزا یا حتی در برخی از ظروف به طور همزمان از یکدیگر تفکیک و از مجرایی مشخص به بیرون از ظرف هدایت کنند. با توسعه بهنگام این مکانیزمها می توان از آنها در آموزش مهندسی و در صنعت امروز بهره گرفت.