عجلة فالكيرك: آلة مدهشة لرفع القوارب في اسكتلندا

كنا قد تحدثنا سابقاً عن جسر “ماجديبورغ” المائي في ألمانيا، حين أراد الألمان الربط بين قناتين مُختلفتي المستوى فما كان منهم إلا أن أقاموا جسراً من الماء ليمر فوق الماء !! :

بدت لنا هذه الطريقة مدهشةً لعلاج مشكلة الربط بين قناتين مائيتين مختلفتي المستوى، لكن حين واجه الإنجليز نفس المشكلة ابتكروا حلاً أكثر غرابة:

فما تشاهدونه في هذه الصورة هو عجلة فالكيرك في اسكتلندا، وهي آلة رفع دّوارة يدخل فيها القارب القادم من قناة فورث وكلايد، فتقوم بالدوران كالأرجوحة لرفع القارب 24 متر للأعلى إلى قناة يونيون (بكل بساطة!!).
وإليكم فيديو يوضح هذه الآلية المدهشة:

كانت القناتين متصلتين سابقاً بـ11 حوض رفع (هويس) على مسافة 1.5 كيلومتر ليستطيع القارب الانتقال من قناة لأخرى، لكن بهذه العجلة المدهشة لا يحتاج الأمر إلا بضعة أمتار لينتقل القارب بين القناتين بكل سهولة!!

يبلغ قطر العجلة 35 متر وتتكون من ذراعين، في كل ذراع منهما صندوق مملوء بالماء يدخل فيه القارب المراد نقله، ويتسع كل صندوق لـ96,000 جالون من الماء.

تستغرق عملية الدوران 5 دقائق ونصف، والمثير أنها تستهلك 1.5 كيلووات فقط من الكهرباء (يستهلك المنزل العادي 4-7 كيلووات من الكهرباء في اليوم)، فكيف يتم تحريك العجلة لرفع القارب بهذا المقدار الصغير من الكهرباء؟!!

الفكرة بسيطة للغاية:
تتكون العجلة من صندوقين مليئين بمقدار متساوي من الماء لحفظ اتزان العجلة، وبمجرد دخول القارب إلى الصندوق السفلي (يُعرف باسم الجُندولا) فكل ما تحتاجه هو دفعة صغيرة من الطاقة لتحريك العجلة بسبب الاتزان بين وزن الصندوقين!!
لكن كيف يتزن الصندوقين وأحدهما يحوي ماء فقط بينما يحوي الآخر القارب بمن فيه؟!

هل تذكرون مبدأ أرخميدس للإزاحة؟
أي جسم يطفو فوق سطح الماء يقوم بإزاحة الماء بمقدار حجمه، لذا وبغض النظر عن حجم القارب فإنه يقوم بإزالة كمية من الماء من الصندوق السفلي تعادل حجمه، فيبقى الاتزان بين الصندوقين!

تكلّفت العجلة وحدها 25 مليون دولار بينما تكلف المشروع بأكمله 122 مليون دولار، وتم افتتاح العجلة في 2002 لتصبح أحد العلامات المميزة في اسكتلندا العالم، لأنها أول آلة رفع دّوارة في العالم، وحتى الآن فهي الوحيدة في العالم كذلك!!
وهذه الصورة المتحركة توضح دوران العجلة بمرور الزمن: