یوسف یاسی

 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.

 ترازوی حکمت از جمله پیشرفته ترین ترازوهایی است که در دوران پس از اسلام طراحی و ساخته شده است. طراح و سازنده این ترازو عبدالرحمن خازنی، مؤلف کتاب میزان الحکمه، است. از جمله عوامل برتری این ترازو نسبت به سایر ترازو های هم عصر خود دقت، عملکرد ترکیبی و سه گانه و تعداد بیشتر کفه های آن است که در عیار سنجی آلیاژهای دو عنصری مورد استفاده بوده است. این ترازو اولین بار پیش از سال 515 هجری قمری در مرو ساخته شده و پس از نابودی آن تا به اکنون هیچ آثاری از نمونه بازسازی شده آن در ایران رؤیت نشده است . در سال 1387 اولین نمونه ترازوی حکمت در سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران در قالب پروژه ای تحقیقاتی با عنوان " طراحی و ساخت فناوریهای دانشمندان قدیم ایران " در پژوهشکده مکانیک بر اساس مستندات موجود از کتاب میزان الحکمه طراحی و بازسازی شده است تا چگونگی عملکرد، امکان بهینه سازی و توسعه کاربرد آن بررسی شود. در این تحقیق مدرج سازی بازوی ترازو با به کارگیری محاسبات ریاضی به منظور مدرج کردن ترازو برای تشخیص و عیار سنجی سایر عناصر جامد بجز طلا صورت گرفت که روشی کاملاً متفاوت بود با آنچه به صورت عملی الخازنی انجام داده است. بدین ترتیب امکان به کارگیری ترازوی حکمت در تشخیص انواع عناصر خالص و حتی عیار سنجی آلیاژهای دو پایه به شرط شناخت حداقل یکی از دو عنصر موجود در آلیاژ فراهم شد. از جمله اهداف دیگر اجرای این طرح، کندوکاو در زوایای فناوریهای گذشته به منظور یافتن و انتشار جزئیات علمی و فنی آنها و تطابق دانش گذشته با علوم و فنون امروز برای به روز رسانی و یافتن جایگاههایی مناسب در دانش و صنعت امروز برای آنان است. باشد که زنجیره دانش امروز و دانش گذشته به منظور تکامل و به کارگیری علوم و فنون گذشته به عنوان شالوده-ای به دانش امروز متصل شود و شکل بگیرد.

از جمله شاهکارهای بی بدیل و بی نظیر در علم و دانش ایران از باستان تاکنون می توان از ساعتهای آبی ابو العزبن رزاز الجزری نام برد. الجزری از دانشمندانی است که در قرن پنجم (ه.ش) می زیسته است و  آثار باقی مانده از وی بیانگر توان بالای او در شاخه های مختلف علم مهندسی مکانیک از جمله مکانیک سیاّلات و طراحی اجزا، مکانیزمها و مجموعه های مکانیکی است. از میان طرحهای بازمانده از وی می توان از انواع فواره ها، تلمبه های آبکش و ساعتهای مختلف آبی نام برد که هر یک در نوع خود شاهکاری بی مانند در گستره دانش مهندسی محسوب می شوند که بعضا ً حتی بینندگان امروزی را نیز شگفت زده می سازند. در تحقیق انجام گرفته بخشی از این طرحها بررسی و بازنگری، باز طراحی، ساخته و آزمون شدند. در این میان، دو دستگاه ساعت آبی با نامهای "ساعت اژدها" و"ساعت طاووس" انتخاب شدند و  در برنامه کاری این تحقیق قرار گرفتند. این ساعتها تا به حال در کشور ایران ساخته نشده اند و برای اولین بار در سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران در قالب پروژه ای تحقیقاتی با عنوان "طرح فناوریهای قدیمه ایران" در پژوهشکده مکانیک بر اساس مستندات موجود طراحی و ساخته شدند. آزمایشهای انجام گرفته حاکی از عملکرد کامل و دقیق این ساعتها بودند. در این مقاله ضمن معرفی کوتاه الجزری، تاریخچه ای از ساعتهای آبی ساخت وی بررسی و در دنباله شرح جزئیات طراحی مهندسی، چگونگی عملکرد و روابط ریاضی حاکم بر یکی از این  این ساعتها بیان شده است.

 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

ابو العزبن رزاز الجزری از جمله دانشمندانی است که در قرن پنجم (ه.ش) می زیسته است و آنچه از وی به جا مانده، گویای توان بالای او در شاخه های مختلف علم مهندسی مکانیک از جمله مکانیک سیاّلات، طراحی اجزاء، مکانیزمها و مجموعه های مکانیکی وحتی رباتیک است. از میان طرحهای باز مانده از وی می توان از انواع فواره ها، تلمبه های آبکش و ساعتهای مختلف آبی نام برد که هر یک در نوع خود شاهکاری بی مانند در گستره دانش مهندسی محسوب می شوند که بعضاً حتی بینندگان امروزی را نیز دستخوش شگفتی می سازند. در تحقیق انجام گرفته بخشی از این طرحها بررسی و بازنگری، باز طراحی و ساخت و آزمون شده است. در این میان، دستگاه تلمبه آبکش که از جمله شاهکارهای وی در طراحی مکانیک سیالات است، انتخاب شد و  در برنامه کاری این تحقیق قرار گرفت. این دستگاه شامل یک چرخ آبی است که با جریان آب رودخانه به دوران می آید و قادر است با دوران خود سازکار مکشی یک پمپ یا تلمبه را فعال سازد تا آب از سطح رودخانه با این سازکار مکیده و به بالا دست پمپاژ شود. تاکنون سابقه ای از ساخت این تلمبه در ایران وجود نداشته است و برای اولین بار پژوهشکده مکانیک سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران در قالب پروژه ای تحقیقاتی تحت عنوان " طراحی و ساخت ابداعات و اختراعات دانشمندان ایران در طول تاریخ" و بر اساس مستندات  موجود طراحی و ساخته شدند. آزمایشهای انجام گرفته حاکی از عملکرد کامل و دقیق این تلمبه بودند.

 طرح "جام هوشمند تفکیک کننده آب و روغن" یکی از طرحهای برادران شاکر خراسانی، از جمله نوابغ ایرانی و سازنده دستگاههای خودکار در قرن سوم هجری، است]4[. در گذشته، دانشمندان ایرانی در زمینه طراحی و ساخت ماشین آلات و ابزار مکانیکی گامهای بزرگی برداشته اند، لکن به دلیل گذشت زمان یا نبودن امکان ساخت، اساساً نمونه های ساخته شده ای از این دستگاهها در دسترس نیست و فقط نقشه های آن در نسخ خطی در موزه های مختلف مانند موزه واتیکان در ایتالیا و موزه توپکاپی در ترکیه نگه داری می شود]۱[. دستگاه تفکیک کننده آب و روغن با توجه به اختلاف چگالی دو سیال آب و روغن کار می کند که از طریق دو مجرای خروجی، آب و روغن را جدا می کند. این جام شامل تنگی با یک ورودی و دو خروجی است. در کف این تنگ پایه ای عمودی تعبیه و بر روی این پایه تیغه ای افقی قرار داده شده است که حرکت رفت و برگشتی به پایین و بالا دارد. در یک سمت این تیغه ظرفی استوانه ای شکل نصب شده که دارای دو لوله خروجی در دو طرف و مقابل هم است و در سمت دیگر آن وزنه ای آویخته شده است. تیغه از مرکز به پایه عمودی متصل است و گشتاور ایجاد شده توسط وزن سیال ریخته شده در ظرف بر حسب چگالی سیال، تیغه را به چپ یا راست متمایل می کند و لذا، سیال( آب یا روغن) از سمت مربوط به خود خارج می شود. این دستگاه تا به حال در ایران ساخته نشده و برای اولین بار توسط سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران در قالب پروژه ای تحقیقاتی با عنوان " طرح فناوریهای قدیمه ایران" در پژوهشکده مکانیک بر اساس مستندات موجود طراحی و ساخته شده است.

 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.