ممدوح شلبى .
يمثل منخفض القطارة نحو 2% من مساحة مصر, وهو يوجد فى الشمال الغربى ( كما يبدو فى شكل 1 ) .
وتوجد بين البحر المتوسط ومنخفض القطارة هضبة ترتفع تدريجيا من مستوى الصفر عند البحر لتصل الى نحو 240 مترا عند حافة المنخفض , ثم يبدأ منخفض القطارة الذى تبلغ مساحته نحو 20 ألف كيلو متر مربع عند مستوى الصفر , وتتدرج الانخفاضات لتصل الى نحو 135 مترا تحت سطح البحر . ( كما يبدو فى شكل 2 ) .
ويختلف طول الهضبة الفاصلة بين البحر ومنخفض القطارة من مسار الى آخر , كما يبدو فى الشكل السابق , حيث نلاحظ وجود خمسة مسارات تم وضعها منذ عشرينيات القرن الماضى وحتى الثمانينيات , ويعتبر المسار الثالث من اليمين هو انسب المسارات حيث يبلغ طوله 80 كم وهو مناسب لتنفيذ مشروع انشاء قناة سطحية من البحر الى منخفض القطارة , يعتمد تنفيذها على استخدام ما اطلق عليه مصاعد منخفض القطارة الهيدروليكية . ويشترط لذلك توفر نفق غير مبطن يمتد بطول هذه الهضبة عند مستوى 70 مترا تحت سطح البحر , ينقل مياة البحر الى بداية المنخفض .
ويستلزم لذلك الابقاء على الهضبة كما هى مسافة 2 كيلو مترا , وهذه المنطقة سوف تقوم مقام السد , حيث يمتد انبوب خرسانى بقطر 2.4 مترا بطول هذا السد , ثم ينحدر هذا الانبوب عموديا بطول 68 مترا , عند بداية النفق الغير مبطن الذى يبلغ قطره 3 امتار . ( كما يبدو فى شكل 3 ) .
( وتجدرالاشارة الى ان هذا النفق غير معرض للتداعى لان التربة عند هذا المستوى تتكون من الحجر الجيرى والحجر الرملى والطفلة المضغوطة وهى مواد صلبة , كما ان قطر الثلاثة امتار يعتبر صغيرا ) . عندئذ نكون قد وضعنا الاساس لتشغيل محطة توليد طاقة كهربية مائية محدودة بقدرة (3240) كيلو وات عند السد , كما نكون قد وضعنا الاساس لتشغيل مصاعد منخفض القطارة الهيدروليكية , التى تتلخص نظرية عملها على اساس نحت الهضبة فوق هذا النفق والقاء مخلفات النحت من الاتربة الدقيقة الى النفق حيث تقوم المياة الجارية بحمل هذه الاتربة معها , وتعتمد هذه العملية على استثمار الجاذبية الارضية كمصدر الطاقة الوحيد لتشغيل هذه المصاعد , وما ان يتم ازالة الجدار من فوق النفق حتى تبدأ المرحلة الثانية للمشروع , وهى توسيع هذا الشق الى الحد المرغوب فيه , ويتزامن هذا مع زيادة القدرة الكهربية المولدة عند منطقة السد , نتيجة لزيادة تصريف المياه , الا ان الزمن اللازم للانتهاء من المشروع سوف تتجاوز 100 عام , ولكن هذه الطريقة ستكون مجانية تماما , لان الهدف الرئيسى هو انتاج المواد الخام لصناعات الاسمنت والسيراميك والالمونيوم والسليكون , وهو ماتقوم به مصاعد منخفض القطارة الهيدروليكية بطريقة اقتصادية تماما .
وهذه المصاعد تتطلب ايضا انشاء 80 مدقا فوق هذا النفق , بحيث تكون المسافات متساوية بين هذه المدقات وهى 1000 مترا . والمدق عبارة عن فتحة عمودية تمتد من سطح الهضبة الى النفق , وتتخذ شكل مربع طول ضلعه متران يتصل به على الطرفين مربعين اخرين طول ضلع كل منهما مترا واحدا . ( كما يبدو فى شكل 4 ) .
ويتم اتخاذ كل مدق لتركيب مصعد وما ان يفسح مكانا حتى يتم تركيب مصعد آخر على الطرف الثانى , وكل مصعد منهما يسير فى اتجاه , ومع توالى الايام سوف تتسع المسافة بينهما , وبعد انتهاء 2083 يوم ( حوالى خمس سنوات وسبعة اشهر ) سوف تكون المصاعد جميعها قد انتهت من تنفيذ المرحلة الاولى للمشروع وهى ازاله الجدار من فوق النفق .
مصاعد منخفض القطارة الهيدروليكية .
المصعد عبارة عن قاعدة ارتكاز تعمل على عجلات ويمكن تشبيهها بالسيارة , وهى موضوعة على سطح الهضبة ( كما هو موضح فى مسقط افقى شكل 5 ) .
حيث نلاحظ ان سطح السيارة يحتوى على عدد من الطارات يدور حولها حبل يصنع حرف M , ينتهى طرفه الاول بصندوق يمين والطرف الثانى بصندوق يسار . ( وتتضح الصورة اكثر فى مقطع رأسى شكل 6 ) .
حيث نلاحظ وجود الصندوقين على الحائط . ( مع ملاحظة ان الارتفاعات اكثر من ذلك كثيرا ) . ويعمل الصندوقان على ابقاء فارق وزن ثابت بينهما , يتم استثماره عن طريق الجاذبية الارضية , هذا الفارق فى الوزن كبير لامكان تحويله الى طاقة ميكانيكية , يتم بها نحت الجدار سواء فى الصعود او الهبوط , والاحتفاظ بالاتربة داخل الصندوقين , ولا يتخلص احد الصندوقين من حمولته , الا عندما يصل قرب سطح الماء , وما ان يفرغ جميع محتوياته من الاتربة , حتى يكون الصندوق الثانى فى اعلى الجدار ممتلأ حتى نصفه , فينجذب بفعل الجاذبية الارضية , ويجذب معه الصندوق الآخر , وكلاهما ينحتا الجدار , وفى هذه الاثناء تكون السيارة قد تحركت مسافة تساوى معدل النحت تماما , وهكذا باستمرار, وبدون تدخل العامل البشرى , الى ان ينتهى كل مصعد من نحت 500 متر من الهضبة , وهى المنطقة المخصصه له , والتى تتم فى 2083 يوم . ان كمية الاتربة التى تنتجها المصاعد تتناسب مع قدرة المياة على الحمل , حيث تتراكم الاتربة فى قاع النفق وتتحرك الى نهاية النفق قبل منخفض القطارة , حيث تتوفر الفرصة لتجميع هذا الراسب فى انبوب خرسانى يرفع هذا الراسب مع ما يختلط به من مياه الى حافة الهضبة التى تبلغ نحو 310 مترا ( 240+70 ) , هذا الانبوب يمتد بطول الهضبة البالغ 80 كم ليصل قرب ساحل البحر المتوسط حيث يمكن استقبال محتوياته من اتربه فى مصنع اسمنت .
تركيب المصعد .
يتكون كل مصعد من الاجزاء التالية :ـ
اولا :ـ السيارة .
وهى تتكون من الاجزاء التالية :ـ
1ـ هيكل السيارة .
2ـ طارات دوارة .
3ـ معالج هيدروليكى مزدوج لتقويم عجلة الجاذبية الارضية وفارق وزن الحبل .
4ـ آلية تحريك السيارة بنفس معدل النحت .
5ـ مكابح .
6ـ قنطرتان .
7ـ حد الايقاف .
8ـ مصدر انارة ذاتى .
9ـ اصوات ذاتية للتنبيه .
- ثانيا :ـ الجزء المعلق . وهو يتكون من الاجزاء التالية :ـ
1ـ الحبل .
2ـ الصندوقان .
3ـ مصفوفة تروس عليا ومروحة شفط .
4ـ مصفوفة تروس سفلى واسطوانات نحت .
5ـ آلية تفريغ الاتربة فى المياه الجارية .
6ـ مقعد جلوس لاستخدامات بحثية جيولوجية وايكولوجية .
اولا :ـ السيارة .
1ـ الهيكل .
تتشابه جميع السيارات فى الطول وهو 3 متر , وكذلك العرض ( فهو 6 امتار فى المقدمة ,و 4 امتار فى المؤخرة ) , فاذا استبعدنا منطقة الصندوقين , فان القسم المتبقى يؤلف مستطيلا طوله 3 متر وعرضه 4 امتار , وهذا هو القسم الرئيسى للسيارة , ومركز ثقلها ومكان وضع العجلات . ( كما يبدو فى شكل 7 ) .
حيث نلاحظ عجلة الامام ثم عجلتى الخلف , فاذا كان مركز ثقل السيارة هو الجسم المستطيل , فان مركز ثقل هذا الجسم هو العجلات , التى تستأثر بثلث وزن المصعد , اما طول محيط هذه العجلات فهو يختلف من سيارة الى اخرى , اعتمادا على علاقات سوف يتم توضيحها لاحقا . ( ومن المناسب تصنيع هذه العجلات من الاسمنت , لان الامر يتطلب دقة متناهية فى حساب طول محيط العجلات لارتباطه بعلاقات سيتم توضيحها لاحقا ) . كذلك نلاحظ ان هذه العجلات تنتهى اطرافها الخارجية بعواميد حديدية اسطوانية قصيرة , وهذه العواميد الاربعة هى الاماكن التى ستثبت عليها دعائم هيكل السيارة , بحيث تدور هذه العواميد داخل الدعائم اثناء حركة السيارة . كذلك نلاحظ وجود صندوق تروس بين عجلتى الخلف ( سيتوضح لاحقا ) . اما وزن السيارة وارتفاعها عن سطح الارض فسوف يختلفان ايضا , اعتمادا على ارتفاع الجدار الذى يعمل عليه كل مصعد .
2ـ الطارات الدوارة .
وهى نوعان .
أ ـ طارات رأسية . ( كما يبدو فى شكل 8 ) .
حيث نلاحظ ان السيارة يمتد منها افقيا عامود حديدى , مثبت فى نهايته طارة رأسية , ينحدر منها الحبل الى منتصف الصندوق , وعدد هذه الطارات اثنين , طارة واحدة لكل صندوق .
ب ـ طارات افقية . ( كما يبدو فى شكل 9 ) .
حيث نلاحظ وجود خمسة طارات افقية , تصنع حرف M , ويتم الاعتماد على الطارة الموجودة فى منتصف حرف M لتحويل حركة الحبل الى طاقة ميكانيكية .
3ـ معالج هيدروليكى مزدوج لتقويم عجلة الجاذبية الارضية وفارق وزن الحبل .
لا يصلح المصعد للقيام بعمله فى نحت الجدار ,الا بعد تقويم عجلة الجاذبية الارضية , ذلك ان الاجسام الساقطة سقوطا حرا , تبدأ سرعتها من الصفر ثم تتزايد 9.8 متر فى الثانية كل ثانية . وعملية التقويم هى تحويل سرعة المصعد الى السرعة المتوسطة . فاذا كان احد المصاعد يعمل على ارتفاع 197.2 مترا , فيمكن تحديد متوسط سرعته فى حالة السقوط الحر على النحو التالى . مربع السرعة = 2 عجلة الجاذبية الارضية × الارتفاع = 2×9.8 × 197.2= 3856.12 الجذر التربيعى= السرعة النهائية = 62.17 م / ث متوسط السرعة = السرعة النهائية ÷2 = 31.085 م / ث ويقوم المعالج الهيدروليكى بعمل ذلك ( ولكن قبل وصف عمل هذا المعالج , اود توضيح ان هذه هى السرعة النظرية لصعود ونزول الصندوقين على الجدار , وانها سوف تتناقص ضمن آلية عمل المصعد ـ التى ستتوضح تباعا ـ لتصل الى 5 فى الالف فقط من هذه السرعة المتوسطة , حيث تصبح 15.5425 بالسنتيمتر / ث , وليس بالمتر / ث ) . ولكن ما يهم الآن هو معرفة طول الجدار الذى يعمل عليه هذا المصعد , وهو 197.2 مترا .
- يكتسب المعالج الهيدروليكى الطاقة اللازمه له من مرور الحبل على الطارة الموجودة فى منتصف حرف M على سطح السيارة , حيث تتصل هذه الطارة بترس اسفلها موضوع داخل السيارة . ( كما يبدو فى شكل 10 ) .
ونلاحظ فى هذا الشكل , وجود الطارة على سطح السيارة ,ويمتد من منتصفها ,عامود حديدى اسطوانى , هذا العامود ينتهى بترس افقى , فعندما تتحرك الطارة , فان هذا الترس يتحرك مثلها وفى نفس الاتجاه , ويتعاشق الترس الافقى مع ترس رأسى اكبر منه مرتين ( هذا الترس عبارة عن ترس مزدوج , احدهما محيطى , وهو الكبير , والثانى محورى , وهو اصغر من المحيطى مرتين ) فتنقص حركة هذا الترس المزدوج الى النصف , ويتعاشق الترس المحورى بمحيط ترس رأسى مفرد اكبر منه مرتين , فيتحرك الترس المفرد نصف حركة الترس المزدوج , فاما الترس المفرد فانه مهيأ لان يدور فى محوره عامود اسطوانى ملولب , هذا العامود الملولب ينتهى طرفيه باسطوانتين متماثلتين تحتويان على زيت هيدروليكى , وحجم زيت كل اسطوانة يساوى ثلثى سعتها . ولنتصور الآن ان المصعد فى حالة التشغيل لاول مرة , فان الاجراءات هى , ان يتم شحن الاسطوانة اليمنى بكامل طاقة وضعها وهى ان يتم تركيز الزيت فى الثلث الاخير من الاسطوانة , ثم يتم ادلاء الصندوق الايسر الى نهايته على الجدار , اما صندوق اليمين فانه يكون فى اعلى الجدار ثم يتم ملأ نصفه من الاتربة المتاحة من الموقع , ويجب استخدام منخل للحصول على اتربة ناعمة , وما ان يتم ملأ الصندوق بنصف حمولته تماما . يتم اطلاق حبل المصعد , عندئذ يبدأ المصعد فى التحرك , وسنجد ان العامود الملولب الواصل بين الاسطوانتين سيتحرك خارجا من الاسطوانة اليمنى , وعندما يتقابل الصندوقان فى منتصف الجدار تماما , فان العامود الملولب سيكون فى المنتصف تماما , وما ان يتواصل نزول صندوق اليمين فان العامود الملولب سيتحرك فى اتجاه الاسطوانة اليسرى التى ستكتسب كامل طاقة وضعها عندما يصل الصندوقان الى نهايتيهما على الجدار , وما ان ينتهى الصندوق الايمن من تفريغ كامل حمولته من الاتربة حتى تتغير الحركة تحت تأثير الصندوق الايسر وطاقة الوضع للاسطوانة اليسرى , وبالنظر الى ان طاقة الوضع تتم فى عجلة تناقصية , تقابلها العجلة التصاعدية للجاذبية الارضية , فان نتيجة ذلك تحويل عجلة الجاذبية الارضية الى سرعة منتظمة ,هى متوسط السرعة النظرية . وعندما يتقابل الصندوقان مرة اخرى فى منتصف الجدار , فان العامود الملولب يتجه ناحية الاسطوانة اليمنى , وبنفس الآلية , وهكذا باستمرار . وبالنظر الى ان وزن الحبل الواصل بين الصندوقين , يتناقص باطراد او يتزايد باطراد , وبان تأثيره فى نفس اتجاه تأثير الجاذبية الارضية , فان المعالج الهيدروليكى يقوم بالعملتين معا بدقة متناهية , ولان جميع معطيات هذه العلاقة رياضية , فان احتمال الخطأ صفر, بشرط حساب طول الاسطوانتين والعامود الملولب بدقة , وكذلك كثافة الزيت الهيدروليكى , وعلاقته بالقدرة التى يولدها هذا المصعد , ويتم ذلك على النحو التالى . اذا كان طول الجدار الذى يعمل عليه هذا المصعد هو 197.2 مترا . واذا كان محيط الطارة التى يمر عليها هذا الحبل 44 سم . فان عدد مرات دوران الطارة عندما يمر بها كامل الحبل=197.2×100÷44= 448.18 دورة هذا العدد هو نفس عدد مرات دوران الترس المتصل بهذه الطارة . ويدور الترس المزدوج نصف عدد الدوران = 224.09 ويدور الترس المفرد نصف هذا العدد = 112.045 فاذا كان العامود الملولب يتحرك سم واحد فى كل دورة . فان هذا الرقم يتم قسمته على 2 , لان المسافة التى يتحركها الزيت لاكتساب طاقة وضع , يعود ويرجعها لتفريغ هذه الطاقة . وعلى ذلك يكون طول الاسطوانة الهيدروليكية الواحدة =112.045÷2×3=168.0675 سم ويكون طول الاسطوانتين معا=336.135 سم ويكون طول العامود الملولب بين الاسطوانتين =112.045 سم ويكون الطول الاجمالى للمعالج الهيدروليكى = 448.18 سم فيمكن ان يشغل المعالج الهيدروليكى مسافة اضافية على جانبى السيارة . ( كما هو موضح فى شكل 11 ) .
حيث نلاحظ المكان الذى يشغله المعالج الهيدروليكى المزدوج داخل السيارة . اما بالنسبة الى حجم الزيت الهيدروليكى داخل كل اسطوانة , فان تحديده بدقة يتطلب اولا معرفة القدرة التى يولدها هذا المصعد . سنعرف لاحقا ان فارق الوزن الثابت بين صندوقى هذا المصعد = 3920 كجم . فان القدرة بالحصان = 3920 ÷ 75 = 52.2667 حصان . فاذا كان المتحرر من هذه الطاقة لتحريك الصندوقين = 0,5% فان فائض الطاقة المتبقى للمصعد = 52.2667 × 99.5 ÷ 100 = 52.0054 حصان . واذا كانت السيارة تستهلك 2.98% من هذه الطاقة لتحريكها . ( سيتم اثباته لاحقا ) . واذا كانت آلية الانارة الذاتية تستهلك 2.02% . ( ستتوضح لاحقا ) . واذا كانت آلية اصدار اصوات تستهلك 0.5% . ( ستتوضح لاحقا ) . فان فائض الطاقة المستخدم = 52.0045 × 94.5 ÷ 100 = 49.144 حصان . ولان المعالج الهيدروليكى يختزن نصفها فقط . فان كثافة الزيت لكل اسطوانة لابد ان تساوى 49.144 ÷ 2 = 24.572 حصان . بالاضافة الى فارق وزن الحبل . وبالنظر الى ان طول الاسطوانة الهيدروليكية قد تحدد مسبقا . ولان حجم الزيت يشغل ثلثى طول الاسطوانة . فان طول الزيت فى وضعية الصفر ( وهى ان يفصل حاجز الاسطوانة ثلثيها الممتلأ عن ثلثها الفارغ ) = 112.045 سم ويتبقى معرفة طول محيط الاسطوانة لتحديد حجم الزيت , وهذا الامر يتعلق بكثافة الزيت المستخدم والطاقة الهيدروليكية للسنتيمتر المكعب الواحد , وهذا الامر متروك لخبير فى هذا المجال , وعلى ضوءه يتحديد طول محيط الاسطوانة بدقة متناهية , دون نسيان وزن الحبل , ويمكن حسابه بدقة ايضا , كما سيتضح لاحقا .
4ـ آلية تحريك السيارة بنفس معدل النحت .
اذا كان معدل نحت الجدار من اعلى نقطة , الى ادنى نقطة , هو 5 ملليمتر . ( سيتم توضيحه لاحقا ) فان السيارة لابد ان تسير 5 ملليمتر عندما يكون الصندوقان قد تبادلا موقعيهما على الجدار . ويتم ذلك عن طريق اضافة تروس تصغير , تستمد الحركة من الترس الواصل بين اسطوانتى المعالج الهيدروليكى , ولكن وقبل ذلك لابد من معالجة اتجاه الحركة , ذلك ان المصعد يغير اتجاه حركته عندما يتبادل الصندوقان موقعيهما على الجدار , ويتم ذلك ( كما هو موضح فى شكل 12 ) .
حيث نلاحظ فى هذا الشكل وجود ثمان درجات فقط من تروس التصغير , كما نلاحظ ان الفقرة الثامنة عبارة عن ترس مفرد كبير يتعاشق مع ترس اصغر منه مرتين بزاوية 90 درجة . وتتضح الصورة من شكل (14 ) .
حيث نلاحظ ان الترس السابق الاشارة اليه موجود داخل صندوق تروس فى منتصف السيارة وانه يتصل بعامود حديدى اسطوانى ينتهى طرفه الآخر بترس اكبر منه مرتين , وهذا الترس يتعاشق مع ترس اصغر منه مرتين ملتصق بالعامود الواصل بيى عجلتى الخلف . وبناءا عليه فان عدد مرات التصغير تسعة مرات كما سبق توضيحه , فعندما يتبادل الصندوقين موقعيهما على الجدار فان السيارة تسير 5 ملليمتر .
اما بالنسبة الى الطاقة اللازمة لتحريك السيارة ( المصعد كله ) , فيمكن معرفتها بعد تحديد وزن المصعد كله , وهو يساوى 10 اضعاف فارق الوزن الثابت بين الصندوقين = 39200 كجم , والزمن الذى يستغرقه الصندوقان ليتبادلا موقعيهما على الجدار= طول الجدار × السرعة = 197.2×100÷15.5425=1268.7792ث ( 21.1 دقيقة ) . وعلى ذلك يمكن معرفة كمية التحرك على النحو التالى :ـ كمية التحرك = الكتلة بالكيلو جرام × المسافة بالمتر ÷ الزمن بالثانية = 39200×0.05÷1268.7=1.54489 كجم . متر / ث . حيث نلاحظ ضآلة كمية التحرك , الا ان الآلية المتمثلة فى الطارات الدوارة السبعة وكذلك كل التروس , فان تحريكها يستنزف طاقة , وتقدير هذه الطاقة يتطلب معرفة اوزان الطارات والتروس , وكذلك معرفة عدد دوران كل منها فى الثانية , ويمكن معرفة ذلك على النحو التالى :ـ وزن الطارة الواحدة = 0.1% من فارق الوزن الثابت بين الصندوقين =3.92 كجم . وزن الترس المزدوج = 0.3% من فارق الوزن الثابت بين الصندوقين = 11.76 كجم . وزن الترس المفرد الصغير = 0.1 % من فارق الوزن الثابت بين الصندوقين = 3.92 كجم . وزن الترس المفرد الكبير=0.2% من فارق الوزن الثابت بين الصندوقين = 7.84 كجم . كمية الحركة للطارات السبعة = 3.92×7×15.5425÷44= 9.69 كجم .م /ث . ونظرا الى تناقص سرعة دوران التروس كلما اقتربنا من العجلات , فيمكن حساب ذلك بدقة بالرجوع الى شكل ( ) واضعين فى الاعتبار ايضا اوزان العواميد وسرعاتها . (1) 2,77 (2) 2.07 (3)0.7 (4)0.7 (5) 0.34 (6) 0.17 (7) 0.085 (8) 0.065 (9) 0.0325 (10) 0.01625 (11) 0.008125 (12) 0.0040625 (13) 0.00203125 (14) 0.001015625 (15) 0.0005067125 (16) 0.00025335625 ثم نضيف كمية الحركة للمصعد كله السابق حسابها , ونقوم بجمع كل هذه الكميات , فيكون المجموع 18.1999 كجم . متر /ث ويمكن مقارنة ذلك بكمية التحرك لفارق الوزن الثابت بين الصندوقين الذى يمكن حسابه كالتالى :ـ 3920×15.5425÷100=609.266 كجم . متر /ث وهكذا تساوى كمية التحرك للمصعد 2.98% تقريبا من كمية التحرك لفارق الوزن الثابت بين الصندوقين . هذه النسبة واحدة لكل المصاعد , وبما ان المتغير بين المصاعد هو طول الجدار الذى يعمل عليه كل مصعد , فان كمية التحرك سوف تتناسب مع كمية التحرك لفارق الوزن الثابت بين صندوقى كل مصعد على حدة . وهنا يتوجب وضع مواصفات فنية لتصنيع تروس كل مصعد بحيث يتم تحديد وزن كل ترس بدقة , ويتم ذلك اثناء تقطيع الاسطوانات الصلبة تمهيدا لتسنينها , فمن المعروف ان التقطيع يتم بمنشار حدادى كهربى مثبت بينما الاسطوانة الحديدية التى تقطع منها الاسطوانات , تكون موضوعة على مؤشر اطوال بالملليمتر , هذا المؤشر سيتم تطويره خصيصا لتقطيع ادق يتم التعامل فيه مع 1% من الملليمتر , وهذا امر متاح عن طريق تروس تصغير حركة , بحيث يتم تدوير المؤشر للحصول على نسبة معينه محددة سلفا . ان هذه الطريقة تمكن من الحصول على نسبة 2.98% بدقة متناهية كما انها تؤدى الى توفير التكلفة ايضا .
5ـ مكابح .
تحتم الضرورة امساك المصعد عن الحركة , حتى ينتهى الصندوق السفلى من اخلاء كامل حمولته من الاتربة , وهذا الامساك لابد ان يكون ناجحا , والا فان المصعد سيستأنف الحركة بمجرد حدوث فارق محسوس بين الصندوقين , مما سيترتب عليه خللا فى اداء المصعد , ولذلك لابد من وجود مكابح تعمل تلقائيا , اعتمادا على علاقات رياضية , بحيث يحدث الامساك فى توقيت ثابت , وبنجاح تام , ولمدى تم التخطيط له باحكام . ويتم ذلك من خلال آليتين تعملان بالتزامن بينهما , وهما :ـ أـ الحبل الواصل بين الصندوقين . بـ ـ العامود الملولب الواصل بين الاسطوانتين الهيدروليكيتين .
أ ـ الحبل الواصل بين الصندوقين .
ان المواصفات المثالية لحبل المصعد ,هى ان يتكون من جديلة , تتكون من اسلاك حديدية مرنة وشديدة الصلابة , ويختلف كل مصعد فى قطر هذه الجديلة , حيث يزيد سمك الحبل كلما زاد ارتفاع الجدار . ونظرا الى ان الحبل يتحرك على الطارات الدوارة , فمن الممكن توظيف الطارة الرأسية المخصصة لكل صندوق , وكذلك اول طارة افقية بعدها , لكى يقوما بدور الممانعة للحبل فى توقيت ثابت , وهو وصول الصندوق الصاعد الى مسافة 75 سم قبيل توقفه , هذا الجزء من الحبل سيكون اكثر سماكة من باقى الحبل , حيث يتم زيادة الجديلة بعدة اسلاك اضافية , بحيث تتسبب هذه الزيادة فى احداث ممانعة عندما يمر الحبل على الطارة الرأسية , فيؤدى ذلك الى ابطاء حركة المصعد , ثم تزيد هذه الممانعة عندما يصل الحبل الى الطارة الافقية , فتتضاعف الممانعة , بشرط الا تتسبب الممانعات فى ايقاف المصعد .
بـ ـ العامود الملولب الواصل بين الاسطوانتين .
سبق حساب طول هذا العامود ( بالنسبة الى المصعد الذى يعمل على جدار طوله 197.2 مترا ) , وكان 112.045 سنتيمترا , عندما تكون الاسطوانتين فى وضعية الصفر , ويحدث هذا عندما يتقابل الصندوقان على الجدار , ان الطول الفعلى للعامود الملولب هو ضعف هذا الرقم , حيث يتواجد من العامود 56.0225 سم داخل الاسطوانة اليمنى , ومثلهم فى الاسطوانة اليسرى . ومثلما سبق توضيح ان الترس الموجود على هذا العامود مهيأ من الداخل بحيث يتحرك العامود الملولب داخل هذا الترس , فان الاسطوانتين مهيئتان ايضا لان يتحرك العامود داخلهما بنفس الكيفية , عندئذ يكون لدينا ثلاثة مواضع مهيئة لحركة العامود , هذه المواضع الثلاثة , هى الاماكن التى تشارك فى كبح حركة المصعد , ذلك ان العامود الملولب يجب تصنيعه بمهنية عالية على مرحلتين , الاولى هى عمل اللولبة لكامل العامود , بحيث يكون قطر العامود اسمك قليلا , وثانيا استخدام مبرد كهربى لازالة السمك الزائد من كامل محيط العامود , باستثناء المواضع الثلاثة , حيث تكون عسيرة على العامود لكى يجتازها , بشرط الا توقف المصعد , وكل موضع طوله سنتيمتر واحد ( هذا السنتيمتر الواحد يقابله 3.5 متر من الجدار ) ولنتصور الآن ان الصندوقين على وشك ان يتقابلا على الجدار , عندئذ يبدأ العامود فى الدخول فى الثلاثة مواضع , ولكن لان المصعد فى حالة حركة فان تأثير هذه الممانعات لن تكون مؤثرة الا بمقدار صغير جدا فى ابطاء المصعد , كذلك فان ممانعة الحبل غير موجودة فى هذا الجزء ( لان الصندوقين متقابلين على الجدار ) وما ان يخرج العامود من المواضع الثلاثة , حتى يستعيد كامل حركته , ويستمر ذلك الى ان يقترب الصندوق الصاعد من نهايته بمسافة 3.5 مترا تقريبا ( وهى نسبة السنتيمتر مقارنة بطول الحبل ) , عندئذ يدخل العامود الملولب فى موضعين فقط , ولكنهما لا يوقفان الحركة لان المصعد يكون فى حالة حركة , ولكن المصعد سوف تتباطئ حركته , ثم تبدأ المرحلة الاولى من ممانعة الحبل عن طريق الطارة الرأسية , ثم تصل الممانعة الى اقصاها عندما يصل الحبل الى الطارة الافقية , التى تتزامن مع الوصول الى حد الايقاف , عندئذ يتوقف المصعد عن الحركة , فى هذه اللحظة يبدأ الصندوق السفلى فى افراغ حمولته من الاتربة , وعندما ينتهى من افراغ نصف حمولته , فان المصعد لن يعاود الحركة , لانه يحتاج الى طاقة اكبر لانه متوقف , هذه الطاقة لن تكون متوفرة الا عندما ينتهى الصندوق من افراغ كامل حمولته , حيث يتوضح فارق الوزن بين الصندوقين , وهو فارق كبير يسمح للمصعد بان يتحرر من الممانعات ويبدأ فى الحركة ببطئ حتى يتحرر تماما , ويستعيد كامل حركته , وهكذا باستمرار . وتجدر الاشارة الى ان ابطاء حركة المصعد لن يترتب عليها اى خلل فى تحريك السيارة , ولا فى عملية نحت الجدار ( ستتوضح لاحقا ) .
6ـ قنطرتان .
ان اسطوانات نحت الجدار موضوعة فى الجزء السفلى من الصندوقين , وهذه الوضعية تحتم ان يصعد الصندوق كاملا الى اعلى الجدار لكى تتمكن اسطوانات النحت من نحت آخر جزء من الجدار فى حالة الصعود , وكذلك فى حالة النزول , ويترتب على ذلك ان يصعد الصندوق بمحازاة جسم السيارة , بحيث تلامس عجلات الصندوق هذا الجسم , سواء فى الصعود او النزول , ويتطلب الامر ايجاد قنطرة بحيث تتحرك عليها عجلات الصندوق , ثم يتطلب الامر اخفاء هذه القنطرة , عندما تمر اسطوانات النحت فى هذا المكان , سواء فى الصعود او النزول . والقنطرة عبارة عن لوح من الحديد عرضه متر واحد , وهو نفس عرض هذا الجزء من السيارة الذى يحازى الصندوق , وهذة القنطرة , يمتد منها الى اعلى عامود حديدى , وهذا العامود ينتهى طرفه العلوى بذراع قصير , يظهر فى الجزء الخارجى من السيارة , فعندما يصل اليه سطح الصندوق فى حالة الصعود , فانه يرفعه , مما يؤدى الى رفع القنطرة , لكى تخلى مكانها لاسطوانات النحت , وعندما يبدأ المصعد فى النزول , فان الذراع تتخلص من تأثير الصندوق فتسقط الى اسفل تحت تأثير الجاذبية الارضية , فتجد عجلات الصندوق ما تستند عليه لتواصل دورانها , وهذه القنطرة موجود مثلها فى الجزء الثانى من السيارة المخصص للصندوق الآخر , وتجدر الاشارة الى ان القنطرة سوف تدعم من عمل المكابح , لان وزنها فى اثناء الصعود يعتبر زيادة فى الوزن يترتب عليها ابطاء المصعد , وعندما يبدأ الصندوق فى النزول فان وزن القنطرة سيكون الفيصل فى بداية تحريك المصعد , ومن هنا نلاحظ امكانية الضبط اليدوى باضافة او حزف اوزان يتم تثبيتها على ظهر القنطرة , هذا الضبط سيكون آخر الاجراءات للحصول على انطلاقة دقيقة للمصعد بعد ان يكون الصندوق السفلى قد افرغ جميع حمولته , وبعد ذلك يتم ترك المصعد لمهمته الطويلة .
7ـ حد الايقاف . سبق توضيح ان الممانعات التى تعترض حركة المصعد , تؤدى الى ابطاء حركته , ولكنها لا توقفه لانه فى حالة حركة , لذلك يتطلب الامر وجود حد للايقاف , وهو عبارة عن عارضة حديدية فى الجزء العلوى من السيارة المحازى للصندوق , فعندما تصل اليه حافة الصندوق فانها توقف المصعد , وتجدر الاشارة الى ان امساك المصعد عن الحركة , يتم التمهيد له عن طريق آلية الابطاء التى تتشارك فيها عدة عناصر كما سبق توضيحه , وان هذا التمهيد ضرورى لتجنب حدوث ايقاف فجائى سيتسبب عنه صدمة قد تؤثر على اداء المصعد .
8ـ مصدر انارة ذاتى .
توفر المصاعد امكانية توليد طاقة كهربية محدودة , فى حدود 2.02% من الطاقة التى يولدها كل مصعد , تسمح باستخدامها فى انارة مصباح شارع يتم تعليقه على عامود على سطح السيارة . وبالعودة الى الشكل الخاص بمجموعة تروس معالجة الحركة , والتى تنتهى بترس صغير يتحرك فى اتجاه واحد , فان هذا الترس من الممكن ان يتعاشق مع مصفوفة تروس صغيرة تسمح بتكبير الحركة , بحيث يدور آخر ترس نحو 1800 لفة فى الدقيقة , تستخدم فى توليد كهرباء من مولد صغير , هذا المولد يضخ الكهرباء الى بطارية لتخزين هذه الطاقة , وهذه البطارية تعمل بميقات ذاتى , بحيث تضخ الكهرباء الى المصباح ليلا ولمدة 10 ساعات يوميا , صيفا وشتاءا وطوال عمر المشروع . ومن الممكن حساب قدرة مصباح المصعد الذى يعمل على ارتفاع 196 مترا =1.7 كيلو وات ساعة لمدة اقل من 12 ساعة يوميا . ونظرا الى ان المصاعد تختلف فى قدراتها الحركية , فان مصباح اول مصعد سيكون اقل ما يكون , ثم تتزايد الانارة بالتدريج حيث نصل الى آخر مصعد الذى يوفر اضاءة عالية جدا . ونظرا الى ان المسافات بين المصاعد محدودة , فان الهضبة من بدايتها الى نهايتها ستكون مضاءة .
9ـ اصوات ذاتية للتنبيه .
قد يكون من المناسب ان يتم استخدام السيارة ذاتيا لاصدار صوت عالى يسمح لرعاة الاغنام من قبائل اولاد ( على ) المنتشرين على هذه الهضبة , بان يأخذوا الحيطة من مسافة بعيدة ليوجهوا اغنامهم بعيدا عن منطقة العمل . وبالعودة الى الشكل الخاص بمصفوفة تروس تصغير الحركة الخاص بآلية تحريك السيارة , فان كل فقرات المصفوفة تدور , كما تتناقص مرات الدوران كلما اقتربنا من العجلتين , حيث تتوفر الفرصة لتركيب طوق من سلك نحاسى على كل فقرة , وكل طوق سيدور مثل الترس الملتحم به , وهذا الطوق يلامس وترا نحاسيا مشدودا , فعندما يكون المصعد فى حالة حركة , فان اصواتا عالية سوف تسمع عن بعد , ان هذه الامكانية لا تسمح فقط باصدار مجرد اصوات , ولكن من الممكن ان تكون اصواتا لحنية , حيث يمكن اجراء تعريجات على الطوق النحاسى بحيث لا يلامس الوتر الا فى توقيتات معينة , كما تتوفر امكانية التنويع نظرا لتعدد التروس , كما تتوفر امكانية اخرى فى التنويع فى سماكة الاطواق او الاوتار , بما يسمح حتى بتأليف مقطوعات موسيقية خصيصا لهذه المصاعد باعتبار انها ـ مجازا ـ آلات موسيقية , حيث يكون لكل مصعد لحنه الخاص , وتتشارك المصاعد فى زمن هذه الالحان وهو 21 دقيقة , يتوقف بعدها المصعد قليلا حتى ينتهى الصندوق السفلى من تفريغ كامل حمولته , ثم يعاود المصعد عزف المقطوعة , وهكذا باستمرار وطوال عمر المشروع . وبهذه المناسبة , فان نفس الامكانية متاحة لنظام الرى المحورى الذى يعتمد على مصفوفة تروس تصغير , وقد تتأثر النباتات ايجابيا للموسيقى , فقد سبق للعلماء اكتشاف ان الماشية تدر لبنا اكثر لسماعها الموسيقى , وعلى اية حال فان هذه الامكانية ـ حتى لو تمت لاسباب جمالية فقط ـ فانها تكاد تكون مجانية .
واخيرا وقبل الانتقال الى الجزء المعلق من المصعد , اود توضيح عدة امور .
1ـ ان هذه السيارة لا تحتوى على اى نوع من المحركات , كما انها غير قابلة للدفع او الجر الا بعد رفع العجلتين الخلفيتين , ولذلك لابد من توافر ونش يتم استخدامه لسحب المصاعد الى بداية الجدار الذى يعمل عليه كل مصعد بعد ان يكون قد انتهى من نحت الجزء المخصص له والتى تتم فى 2083 يوم , هذا الونش يجب تصميمه خصيصا لهذه المصاعد , لان الامر يتطلب التعامل بالملليمتر لضبط المصاعد على الجدران بدقة متناهية .
2ـ لابد من تسوية سطح الارض بحيث تكون فى مستوى واحد فى الجزء المخصص لكل مصعد وطوله 500 مترا , وهى ضرورة لابد منها . 3ـ لابد من تعديل الجزء العلوى من النفق بحيث يكون قائم الزوايا بديلا عن الشكل الدائرى , وسبق ان ذكرت فى المقدمة ان النفق بقطر ثلاثة امتار , وقد تعمدت الا اخوض فى تفاصيل فرعية قد تؤدى الى تشتيت الذهن , اما الآن فان الامر يتطلب استدراكا تفصيليا .
نعرف ان الانفاق لابد ان تتخذ شكلا اسطوانيا لان الحفار لابد ان يكون دائريا لضرورات هندسية , ومن هذه المسلمة فان انشاء النفق طبقا للمولصفات اللازمة لها المشروع ستتطلب ثلاثة مراحل ولكن بنفس التكلفة , فاذا كانت مساحة الدائرة لقطر 3 امتار = 7 متر مربع تقريبا . فان شكل النفق يجب ان يكون مستطيلا وبنفس هذه المساحة تقريبا , حيث يبلغ طوله 3.5 وعرضه 2 = 7 متر مربع . والثلاث مراحل هى : أ ـ انشاء نفق دائرى بقطر 2 متر . بـ ـ تسوية القوس العلوى من هذا النفق بحيث تصنع مع الجانبين زاويتان قائمتان . جـ ـ نحت 150 سنتيمتر من سقف النفق . ولضرورات فنية تتعلق باستواء سطح الماء فى النفق من بدايته عند السد الى نهايته عند النفق , فان الامر يتطلب ان ينخفض النفق 2 سم فى كل كيلو متر . هذه هى المواصفات اللازمة للنفق . وحيث ان المياة المتدفقة الى النفق من الانبوب الخرسانى عند السد بقطر 2.4 متر = 4.5 متر مكعب تقريبا , فان ارتفاع الماء فى النفق = 2.25 متر , حيث يتبقى جزءا فارغا من سطح الماء الى سطح النفق طوله 125 سم , وهو ضرورة لابد من توافرها , لان الصناديق تنزل 60 سم , فيتبقى 65 سم اخرى كحد امان حتى تظل صناديق المصاعد جافة .
ثانيا :ـ الجزء المعلق .
1ـ الحبل .
سبق التحدث عن مواصفات الحبل , ونظرا الى ان كل مصعد يعمل على ارتفاع مختلف , فان قطر هذا الحبل سيزيد سماكة كلما زاد ارتفاع الجدار , لعلاقة هذا بكمية الاتربة المتجمعة فى الصندوقين , مما يترتب عليه زيادة فى وزن الصندوقين من ناحية , وفى زيادة وزن السيارة لتكافئ هذه الزيادة من ناحية اخرى . فعلى سبيل المثال , فان وزن اول مصعد , والذى يعمل على ارتفاع 75 مترا تقريبا , سيكون اقل اربع مرات من وزن آخر مصعد على الهضبة , والذى يعمل على ارتفاع 308 مترا تقريبا , وتأسيسا على هذا الاختلاف فان اوزان الحبال ستختلف من مصعد الى آخر , ولهذا اهميته لتقدير فارق الوزن عندما يكون الصندوقان فى نهايتيهما على الجدار , وهذا الفارق تتم مراعاته فى تحديد حجم الزيت الهيدروليكى , كما سبق ايضاحه . وهنا يجب التنويه الى ان الطول المحتسب للحبل هو ارتفاع الجدار الذى يعمل عليه المصعد + 60 سم وهو ارتفاع القنطرة + 60 سم اخرى فى اسفل الجدار عند النفق قبل الوصول الى سطح الماء , ولا يتم احتساب الطول الاضافى للحبل المتمثل فى مروره على الطارات على سطح السيارة , فعلى سبيل المثال , فان الطول المحتسب لحبل المصعد الذى يعمل على ارتفاع 196 مترا , عبارة عن طول الجدار الفعلى ( 196) + (1.2) = (197.2 ) مترا .
2ـ الصندوقان .
تتشابه صناديق كل المصاعد فى الطول والعرض ( متر× متر ) , اما الارتفاع فهو يختلف من مصعد الى آخر اعتمادا على كمية الاتربة التى تختلف باختلاف طول الجدار , وبالنسبة الى صندوقى المصعد العامل على ارتفاع 196 م , فيمكن تحديد ارتفاعهما على النحو التالى :ـ عمق النحت من الجدار = 5 ملليمتر . حجم الاتربة فى المتر الربع = 0.5×100×100=5000 سم مكعب . حجم الاتربة من كامل الجدار = 5.000×196=0.980 متر مكعب . ولان حمولة الصندوق ضعف هذا الحجم = 0.980×2=1.96 متر مكعب . ولان هذا الحجم هو الشكل الاصلى على الجدار المتمثل فى صخور او تكوينات مضغوطة , وانه يزيد 50% لتحويله الى تراب . فان الحيز الذى يشغله فى الصندوق =1.96×1.5= 2.94 متر مكعب . ولان آلية النحت وعجلات الصندوق تشغل حيزا= مترا مكعبا . فان ارتفاع الصندوق= 3.94 مترا . ويحتوى كل صندوق على عجلتين تلامسان الجدار كما يبدو فى شكل ( 15 ) .
حيث نلاحظ وجود عجلتين , ويتم توظيفهما فى تحويل الطاقة الحركية الى طاقة ميكانيكية , حيث ترتبط العجلتين بمصفوفة تروس عليا تقوم بتكبيرالحركة وتنتهى بمروحة شفط ترفع الاتربة المتجمعة فى ماسورة وتدفعها الى اعلى الصندوق , كما ترتبط العجلتين ايضا بمصفوفة تروس سفلى تقوم بتكبير الحركة وتنتهى باسطوانات النحت الموجودة اسفل الصندوق , ان العملتين معا بالاضافة الى باقى اجزاء المصعد تؤدى الى انقاص السرعة المنتظمة النظرية لصعود ونزول الصندوقين , كنتيجة لتحويل الطاقة الحركية الى طاقة ميكانيكية .
3ـ آلية نحت الجدار .
مع دوران العجلتين نظرا لملامستهما للجدار , فان عامودا اسطوانيا يصل بينهما سيدور مثلهما , وهذا العامود مثبت عليه دعامتين مفرغتين من الداخل بحيث يتحرك العامود الاسطوانى داخلهما وتبقى الدعامتين بلا حركة ويتم الرتكاز على الدعامتين فى بناء مصفوفتى تروس تكبير حركة , احدهما علوية تستمد الحركة من ترس اليسار المثبت على العامود الاسطوانى , والثانية سفلية تستمد الحركة من ترس اليمين المثبت على العامود الاسطوانى . كما فى شكل ( 16 ) .
حيث نلاحظ الشكل الكامل لآلية النحت , ولضرورات الشرح يتم فصل الجزئين الى أ , ب
أ ـ مصفوفة التروس السفلى .
تتكون من 10 درجات من تروس تكبير الحركة , وكل فقرة عبارة عن ترس مزدوج قسمه المحيطى اكبر من قسمه المحورى مرتين , ( يتم التعاشق من الترس الكبير الى الترس الصغير , عكس ما سبق ايضاحه فى تروس تصغير الحركة الموجودة فى السيارة ) . هذه الفقرات العشرة تحتوى على مجموعة تروس معالجة اتجاه الحركة نظرا لتغير حركة الصعود عن حركة النزول , كذلك وابتداءا من الفقرة السابعة سيتم نقل الحركة من خلال عامود اسطوانى سينقل الحركة الى عامودين اسطوانيين احدهما علوى والاخر سفلى عن طريق جنازير , فاما العامودين فان كل منهما يحتوى على خمسة تروس راسية وبجوار كل ترس دعامة مثبت عليها ترس افق تلتصق به اسطوانة نحت قطرها 21 سم , ولتوضيح ذلك بالتفصيل نبدأ بالعجلتين كما هو موضح فى شكل ( 17 ) .
حيث نلاحظ العجلتين , وطول محيط كل منهما 220 سم ( قطر 70 سم ) , ويصل بين العجلتين عامود اسطوانى يتحرك مثل العجلتين , ومثبت على العامود دعامتين بحيث يدور العامود داخلهما وتبقى الدعامتين بلا حركة , ويتم الارتكاز عليهما فى بناء مصفوفة تروس تكبير الحركة , تبدأ من ترس رأسى مثبت على العامود , وتتكون مصفوفة تروس تكبير الحركة من 10 فقرات من التروس كل فقرة عبارة عن ترس مزدوج قسمه المحيطى اكبر مرتين من قسمه المحورى , ويتم التعاشق من الترس الكبير الى الترس الصغير ( عكس ما تم فى تروس تصغير الحركة الموجودة فى السيارة ) , ويتضح فى الشكل السابق ان عدد الفقرات 7 فقرات فقط حيث تتعاشق الفقرة السابعة مع مجموعة تروس معالجة الحركة ( لتوحيد اتجاه الحركة سواء فى الصعود او النزول )
بـ ـ مصفوفة التروس العليا .
( سوف احاول ان استكمل الاختراع لاحقا , وقد اتممت هذا الجزء منذ اكثر من عامين وانشغلت باختراع انابيب الكتلة الذى اتضح انه يحتوى على خطأ هندسى , اننى سوف اكمل مصاعد قطارة الهيدروليكية وسوف اصحح الاخطاء كما ارجو ان ترسل لى رأيك او اقتراحك ) .
يمثل منخفض القطارة نحو 2% من مساحة مصر, وهو يوجد فى الشمال الغربى ( كما يبدو فى شكل 1 ) .
 | |
| شكل ا |
 |
| شكل2 |
ويستلزم لذلك الابقاء على الهضبة كما هى مسافة 2 كيلو مترا , وهذه المنطقة سوف تقوم مقام السد , حيث يمتد انبوب خرسانى بقطر 2.4 مترا بطول هذا السد , ثم ينحدر هذا الانبوب عموديا بطول 68 مترا , عند بداية النفق الغير مبطن الذى يبلغ قطره 3 امتار . ( كما يبدو فى شكل 3 ) .
 |
| شكل3 |
وهذه المصاعد تتطلب ايضا انشاء 80 مدقا فوق هذا النفق , بحيث تكون المسافات متساوية بين هذه المدقات وهى 1000 مترا . والمدق عبارة عن فتحة عمودية تمتد من سطح الهضبة الى النفق , وتتخذ شكل مربع طول ضلعه متران يتصل به على الطرفين مربعين اخرين طول ضلع كل منهما مترا واحدا . ( كما يبدو فى شكل 4 ) .
 |
| شكل4 |
مصاعد منخفض القطارة الهيدروليكية .
المصعد عبارة عن قاعدة ارتكاز تعمل على عجلات ويمكن تشبيهها بالسيارة , وهى موضوعة على سطح الهضبة ( كما هو موضح فى مسقط افقى شكل 5 ) .
 |
| شكل5 |
 |
| شكل6 |
تركيب المصعد .
يتكون كل مصعد من الاجزاء التالية :ـ
اولا :ـ السيارة .
وهى تتكون من الاجزاء التالية :ـ
1ـ هيكل السيارة .
2ـ طارات دوارة .
3ـ معالج هيدروليكى مزدوج لتقويم عجلة الجاذبية الارضية وفارق وزن الحبل .
4ـ آلية تحريك السيارة بنفس معدل النحت .
5ـ مكابح .
6ـ قنطرتان .
7ـ حد الايقاف .
8ـ مصدر انارة ذاتى .
9ـ اصوات ذاتية للتنبيه .
- ثانيا :ـ الجزء المعلق . وهو يتكون من الاجزاء التالية :ـ
1ـ الحبل .
2ـ الصندوقان .
3ـ مصفوفة تروس عليا ومروحة شفط .
4ـ مصفوفة تروس سفلى واسطوانات نحت .
5ـ آلية تفريغ الاتربة فى المياه الجارية .
6ـ مقعد جلوس لاستخدامات بحثية جيولوجية وايكولوجية .
اولا :ـ السيارة .
1ـ الهيكل .
تتشابه جميع السيارات فى الطول وهو 3 متر , وكذلك العرض ( فهو 6 امتار فى المقدمة ,و 4 امتار فى المؤخرة ) , فاذا استبعدنا منطقة الصندوقين , فان القسم المتبقى يؤلف مستطيلا طوله 3 متر وعرضه 4 امتار , وهذا هو القسم الرئيسى للسيارة , ومركز ثقلها ومكان وضع العجلات . ( كما يبدو فى شكل 7 ) .
 |
| شكل7 |
2ـ الطارات الدوارة .
وهى نوعان .
أ ـ طارات رأسية . ( كما يبدو فى شكل 8 ) .
 |
| شكل8 |
ب ـ طارات افقية . ( كما يبدو فى شكل 9 ) .
|
| شكل9 |
3ـ معالج هيدروليكى مزدوج لتقويم عجلة الجاذبية الارضية وفارق وزن الحبل .
لا يصلح المصعد للقيام بعمله فى نحت الجدار ,الا بعد تقويم عجلة الجاذبية الارضية , ذلك ان الاجسام الساقطة سقوطا حرا , تبدأ سرعتها من الصفر ثم تتزايد 9.8 متر فى الثانية كل ثانية . وعملية التقويم هى تحويل سرعة المصعد الى السرعة المتوسطة . فاذا كان احد المصاعد يعمل على ارتفاع 197.2 مترا , فيمكن تحديد متوسط سرعته فى حالة السقوط الحر على النحو التالى . مربع السرعة = 2 عجلة الجاذبية الارضية × الارتفاع = 2×9.8 × 197.2= 3856.12 الجذر التربيعى= السرعة النهائية = 62.17 م / ث متوسط السرعة = السرعة النهائية ÷2 = 31.085 م / ث ويقوم المعالج الهيدروليكى بعمل ذلك ( ولكن قبل وصف عمل هذا المعالج , اود توضيح ان هذه هى السرعة النظرية لصعود ونزول الصندوقين على الجدار , وانها سوف تتناقص ضمن آلية عمل المصعد ـ التى ستتوضح تباعا ـ لتصل الى 5 فى الالف فقط من هذه السرعة المتوسطة , حيث تصبح 15.5425 بالسنتيمتر / ث , وليس بالمتر / ث ) . ولكن ما يهم الآن هو معرفة طول الجدار الذى يعمل عليه هذا المصعد , وهو 197.2 مترا .
- يكتسب المعالج الهيدروليكى الطاقة اللازمه له من مرور الحبل على الطارة الموجودة فى منتصف حرف M على سطح السيارة , حيث تتصل هذه الطارة بترس اسفلها موضوع داخل السيارة . ( كما يبدو فى شكل 10 ) .
 |
| شكل10 |
 |
| شكل11 |
4ـ آلية تحريك السيارة بنفس معدل النحت .
اذا كان معدل نحت الجدار من اعلى نقطة , الى ادنى نقطة , هو 5 ملليمتر . ( سيتم توضيحه لاحقا ) فان السيارة لابد ان تسير 5 ملليمتر عندما يكون الصندوقان قد تبادلا موقعيهما على الجدار . ويتم ذلك عن طريق اضافة تروس تصغير , تستمد الحركة من الترس الواصل بين اسطوانتى المعالج الهيدروليكى , ولكن وقبل ذلك لابد من معالجة اتجاه الحركة , ذلك ان المصعد يغير اتجاه حركته عندما يتبادل الصندوقان موقعيهما على الجدار , ويتم ذلك ( كما هو موضح فى شكل 12 ) .
 |
| شكل12 |
حيث نلاحظ ترس المعالج الهيدروليكى , يتعاشق مع مجموعة تروس معالجة الحركة , وهى عبارة عن ترس افقى مزدوج , يتعاشق الجزء المحيطى منه مع ترسين على طرفيه . ( ونلاحظ الوضعية الخطأ لهذين الترسين , لانهما يتصلان بنفس المصدر وعلى طرفيه , وينتج عن ذلك ان يتحركا عكس بعضهما بعضا ) ثم نلاحظ ترس مفرد صغير على اليمين . فاما الترسين فى الوضعية الخطأ , فلهما طبيعة خاصة , فكل ترس منهما عبارة عن ترس محيطى بداخله ترس محورى منفصل عنه , ويتعاشق الترس المحيطى بالترس المحورى عن طريق اسنان موحدة الاتجاه . (توجد تطبيقات عملية لهذا النوع من التروس مثل المصعد الكهربى والدراجة ) وهذه التروس تتطلب تقنية عالية لتصنيع الاسنان موحدة الاتجاة بحيث تكون كثيرة بقدر ما تسمح التقنية , كما تتطلب ان يكون التعاشق باقل قدر ممكن من الملليمتر , وباعتبار ان التعاشق يتم على جميع الاسنان , فانه يكون ناجحا , وعندما تتغير الحركة , فان الاسنان تنزلق باقل قدر من المقاومة , وخاصة ان الانزلاق سيتم تحت تأثير الترس المحيطى من ناحية , ومن ناحية اخرى تحت تأثير الترس المحورى نفسه , لانه مجبر على الحركة نظرا لدوران القضيب الذى يلتصق به , ان ترسى معالجة اتجاه الحركة متماثلان تماما , وبما ان المتغير فى هذه العلاقة قد تحقق مسبقا , وهو انهما يتحركان عكس بعضهما , لانهما يتصلان بنفس المصدر وعلى طرفيه , فانهما يتناوبان فى التأثير على العامود الواصل بينهما , حيث يتحرك هذا العامود فى اتجاه واحد سواء فى صعود او هبوط الصندوقين , وهكذا يتحرك الترس المفرد على اليمين حركة موحدة الاتجاه . وابتداءا من هذا الترس المفرد تتعاشق 9 فقرات من تروس التصغير , وكل فقرة عبارة عن ترس مزدوج قسمه المحيطى اكبر من قسمه المحورى مرتين , حتى تصل الحركة الى عجلتى السيارة لتسير بنفس معدل النحت وهو 5 ملليمتر عندما يكون الصندوقان قد تبادلا موقعيهما على الجدار . ويتم ذلك على النحو التالى . عرفنا مسبقا ان ترس المعالج الهيدروليكى يدور 112.045 دورة ويدور الترس الافقى المزدوج المتصل به 56.0225 ويدور ترسى معالجة الحركة نفس هذا العدد ويدور الترس المفرد نفس هذا العدد 56.0225 وابتداءا من هذا الترس تبدأ عملية تصغير الحركة على النحو التالى . (1) 28.01125 (2) 14.005625 (3) 7.0028125 (4) 3.50140625(5) 1.750703125 (6) 0.8753515625 (7) 0.43767578125 (8) 0.218837890625 (9) 0.1094189453125 وهذا الرقم التاسع يتم ضربه فى 5 فيصبح 0.5470947265625 ومن هذا الرقم يتم تحديد طول محيط العجلات بضربه فى 1000=547.0947265625 مترا . وهذا هو طول محيط العجلات . فعندما يتبادل الصندوقان موقعيهما على الجدار فان السيارة تتحرك 5 ملليمتر تماما . ونظرا الى وجود كسور فى المليمتر تعجز القياسات عن ضبطها , فمن الممكن حزف هذه الكسور دون ان يترتب على ذلك اى خلل فى اداء المصعد , لان هذا الحزف سيجعل معدل التحرك اقل قليلا , ولان تحريك السيارة هو المتحكم فى وضعية اسطوانات النحت , فينتج عن ذلك ان معدل النحت سيكون مساويا لمعدل التحرك تماما , ولان جميع معطيات هذه العلاقة رياضية فان احتمال الخطأ صفر , ويتم ترجمة هذا عمليا فى استمرارية عمل المصعد بدون توقف منذ لحظة اطلاقة وحتى انتهاء مهمته الطويلة , الا انه سوف يتأخر عدة ساعات عن الموعد المحدد له , لو انه سار 5ملليمتر تماما عندما يتبادل الصندوقان موقعيهما على الجدار . وبناءا على ما سبق يمكن رسم فقرات التروس التسعة وموقعها داخل السيارة على النحو المبين فى شكل (13 ) .
 |
| شكل13 |
 |
| شكل14 |
اما بالنسبة الى الطاقة اللازمة لتحريك السيارة ( المصعد كله ) , فيمكن معرفتها بعد تحديد وزن المصعد كله , وهو يساوى 10 اضعاف فارق الوزن الثابت بين الصندوقين = 39200 كجم , والزمن الذى يستغرقه الصندوقان ليتبادلا موقعيهما على الجدار= طول الجدار × السرعة = 197.2×100÷15.5425=1268.7792ث ( 21.1 دقيقة ) . وعلى ذلك يمكن معرفة كمية التحرك على النحو التالى :ـ كمية التحرك = الكتلة بالكيلو جرام × المسافة بالمتر ÷ الزمن بالثانية = 39200×0.05÷1268.7=1.54489 كجم . متر / ث . حيث نلاحظ ضآلة كمية التحرك , الا ان الآلية المتمثلة فى الطارات الدوارة السبعة وكذلك كل التروس , فان تحريكها يستنزف طاقة , وتقدير هذه الطاقة يتطلب معرفة اوزان الطارات والتروس , وكذلك معرفة عدد دوران كل منها فى الثانية , ويمكن معرفة ذلك على النحو التالى :ـ وزن الطارة الواحدة = 0.1% من فارق الوزن الثابت بين الصندوقين =3.92 كجم . وزن الترس المزدوج = 0.3% من فارق الوزن الثابت بين الصندوقين = 11.76 كجم . وزن الترس المفرد الصغير = 0.1 % من فارق الوزن الثابت بين الصندوقين = 3.92 كجم . وزن الترس المفرد الكبير=0.2% من فارق الوزن الثابت بين الصندوقين = 7.84 كجم . كمية الحركة للطارات السبعة = 3.92×7×15.5425÷44= 9.69 كجم .م /ث . ونظرا الى تناقص سرعة دوران التروس كلما اقتربنا من العجلات , فيمكن حساب ذلك بدقة بالرجوع الى شكل ( ) واضعين فى الاعتبار ايضا اوزان العواميد وسرعاتها . (1) 2,77 (2) 2.07 (3)0.7 (4)0.7 (5) 0.34 (6) 0.17 (7) 0.085 (8) 0.065 (9) 0.0325 (10) 0.01625 (11) 0.008125 (12) 0.0040625 (13) 0.00203125 (14) 0.001015625 (15) 0.0005067125 (16) 0.00025335625 ثم نضيف كمية الحركة للمصعد كله السابق حسابها , ونقوم بجمع كل هذه الكميات , فيكون المجموع 18.1999 كجم . متر /ث ويمكن مقارنة ذلك بكمية التحرك لفارق الوزن الثابت بين الصندوقين الذى يمكن حسابه كالتالى :ـ 3920×15.5425÷100=609.266 كجم . متر /ث وهكذا تساوى كمية التحرك للمصعد 2.98% تقريبا من كمية التحرك لفارق الوزن الثابت بين الصندوقين . هذه النسبة واحدة لكل المصاعد , وبما ان المتغير بين المصاعد هو طول الجدار الذى يعمل عليه كل مصعد , فان كمية التحرك سوف تتناسب مع كمية التحرك لفارق الوزن الثابت بين صندوقى كل مصعد على حدة . وهنا يتوجب وضع مواصفات فنية لتصنيع تروس كل مصعد بحيث يتم تحديد وزن كل ترس بدقة , ويتم ذلك اثناء تقطيع الاسطوانات الصلبة تمهيدا لتسنينها , فمن المعروف ان التقطيع يتم بمنشار حدادى كهربى مثبت بينما الاسطوانة الحديدية التى تقطع منها الاسطوانات , تكون موضوعة على مؤشر اطوال بالملليمتر , هذا المؤشر سيتم تطويره خصيصا لتقطيع ادق يتم التعامل فيه مع 1% من الملليمتر , وهذا امر متاح عن طريق تروس تصغير حركة , بحيث يتم تدوير المؤشر للحصول على نسبة معينه محددة سلفا . ان هذه الطريقة تمكن من الحصول على نسبة 2.98% بدقة متناهية كما انها تؤدى الى توفير التكلفة ايضا .
5ـ مكابح .
تحتم الضرورة امساك المصعد عن الحركة , حتى ينتهى الصندوق السفلى من اخلاء كامل حمولته من الاتربة , وهذا الامساك لابد ان يكون ناجحا , والا فان المصعد سيستأنف الحركة بمجرد حدوث فارق محسوس بين الصندوقين , مما سيترتب عليه خللا فى اداء المصعد , ولذلك لابد من وجود مكابح تعمل تلقائيا , اعتمادا على علاقات رياضية , بحيث يحدث الامساك فى توقيت ثابت , وبنجاح تام , ولمدى تم التخطيط له باحكام . ويتم ذلك من خلال آليتين تعملان بالتزامن بينهما , وهما :ـ أـ الحبل الواصل بين الصندوقين . بـ ـ العامود الملولب الواصل بين الاسطوانتين الهيدروليكيتين .
أ ـ الحبل الواصل بين الصندوقين .
ان المواصفات المثالية لحبل المصعد ,هى ان يتكون من جديلة , تتكون من اسلاك حديدية مرنة وشديدة الصلابة , ويختلف كل مصعد فى قطر هذه الجديلة , حيث يزيد سمك الحبل كلما زاد ارتفاع الجدار . ونظرا الى ان الحبل يتحرك على الطارات الدوارة , فمن الممكن توظيف الطارة الرأسية المخصصة لكل صندوق , وكذلك اول طارة افقية بعدها , لكى يقوما بدور الممانعة للحبل فى توقيت ثابت , وهو وصول الصندوق الصاعد الى مسافة 75 سم قبيل توقفه , هذا الجزء من الحبل سيكون اكثر سماكة من باقى الحبل , حيث يتم زيادة الجديلة بعدة اسلاك اضافية , بحيث تتسبب هذه الزيادة فى احداث ممانعة عندما يمر الحبل على الطارة الرأسية , فيؤدى ذلك الى ابطاء حركة المصعد , ثم تزيد هذه الممانعة عندما يصل الحبل الى الطارة الافقية , فتتضاعف الممانعة , بشرط الا تتسبب الممانعات فى ايقاف المصعد .
بـ ـ العامود الملولب الواصل بين الاسطوانتين .
سبق حساب طول هذا العامود ( بالنسبة الى المصعد الذى يعمل على جدار طوله 197.2 مترا ) , وكان 112.045 سنتيمترا , عندما تكون الاسطوانتين فى وضعية الصفر , ويحدث هذا عندما يتقابل الصندوقان على الجدار , ان الطول الفعلى للعامود الملولب هو ضعف هذا الرقم , حيث يتواجد من العامود 56.0225 سم داخل الاسطوانة اليمنى , ومثلهم فى الاسطوانة اليسرى . ومثلما سبق توضيح ان الترس الموجود على هذا العامود مهيأ من الداخل بحيث يتحرك العامود الملولب داخل هذا الترس , فان الاسطوانتين مهيئتان ايضا لان يتحرك العامود داخلهما بنفس الكيفية , عندئذ يكون لدينا ثلاثة مواضع مهيئة لحركة العامود , هذه المواضع الثلاثة , هى الاماكن التى تشارك فى كبح حركة المصعد , ذلك ان العامود الملولب يجب تصنيعه بمهنية عالية على مرحلتين , الاولى هى عمل اللولبة لكامل العامود , بحيث يكون قطر العامود اسمك قليلا , وثانيا استخدام مبرد كهربى لازالة السمك الزائد من كامل محيط العامود , باستثناء المواضع الثلاثة , حيث تكون عسيرة على العامود لكى يجتازها , بشرط الا توقف المصعد , وكل موضع طوله سنتيمتر واحد ( هذا السنتيمتر الواحد يقابله 3.5 متر من الجدار ) ولنتصور الآن ان الصندوقين على وشك ان يتقابلا على الجدار , عندئذ يبدأ العامود فى الدخول فى الثلاثة مواضع , ولكن لان المصعد فى حالة حركة فان تأثير هذه الممانعات لن تكون مؤثرة الا بمقدار صغير جدا فى ابطاء المصعد , كذلك فان ممانعة الحبل غير موجودة فى هذا الجزء ( لان الصندوقين متقابلين على الجدار ) وما ان يخرج العامود من المواضع الثلاثة , حتى يستعيد كامل حركته , ويستمر ذلك الى ان يقترب الصندوق الصاعد من نهايته بمسافة 3.5 مترا تقريبا ( وهى نسبة السنتيمتر مقارنة بطول الحبل ) , عندئذ يدخل العامود الملولب فى موضعين فقط , ولكنهما لا يوقفان الحركة لان المصعد يكون فى حالة حركة , ولكن المصعد سوف تتباطئ حركته , ثم تبدأ المرحلة الاولى من ممانعة الحبل عن طريق الطارة الرأسية , ثم تصل الممانعة الى اقصاها عندما يصل الحبل الى الطارة الافقية , التى تتزامن مع الوصول الى حد الايقاف , عندئذ يتوقف المصعد عن الحركة , فى هذه اللحظة يبدأ الصندوق السفلى فى افراغ حمولته من الاتربة , وعندما ينتهى من افراغ نصف حمولته , فان المصعد لن يعاود الحركة , لانه يحتاج الى طاقة اكبر لانه متوقف , هذه الطاقة لن تكون متوفرة الا عندما ينتهى الصندوق من افراغ كامل حمولته , حيث يتوضح فارق الوزن بين الصندوقين , وهو فارق كبير يسمح للمصعد بان يتحرر من الممانعات ويبدأ فى الحركة ببطئ حتى يتحرر تماما , ويستعيد كامل حركته , وهكذا باستمرار . وتجدر الاشارة الى ان ابطاء حركة المصعد لن يترتب عليها اى خلل فى تحريك السيارة , ولا فى عملية نحت الجدار ( ستتوضح لاحقا ) .
6ـ قنطرتان .
ان اسطوانات نحت الجدار موضوعة فى الجزء السفلى من الصندوقين , وهذه الوضعية تحتم ان يصعد الصندوق كاملا الى اعلى الجدار لكى تتمكن اسطوانات النحت من نحت آخر جزء من الجدار فى حالة الصعود , وكذلك فى حالة النزول , ويترتب على ذلك ان يصعد الصندوق بمحازاة جسم السيارة , بحيث تلامس عجلات الصندوق هذا الجسم , سواء فى الصعود او النزول , ويتطلب الامر ايجاد قنطرة بحيث تتحرك عليها عجلات الصندوق , ثم يتطلب الامر اخفاء هذه القنطرة , عندما تمر اسطوانات النحت فى هذا المكان , سواء فى الصعود او النزول . والقنطرة عبارة عن لوح من الحديد عرضه متر واحد , وهو نفس عرض هذا الجزء من السيارة الذى يحازى الصندوق , وهذة القنطرة , يمتد منها الى اعلى عامود حديدى , وهذا العامود ينتهى طرفه العلوى بذراع قصير , يظهر فى الجزء الخارجى من السيارة , فعندما يصل اليه سطح الصندوق فى حالة الصعود , فانه يرفعه , مما يؤدى الى رفع القنطرة , لكى تخلى مكانها لاسطوانات النحت , وعندما يبدأ المصعد فى النزول , فان الذراع تتخلص من تأثير الصندوق فتسقط الى اسفل تحت تأثير الجاذبية الارضية , فتجد عجلات الصندوق ما تستند عليه لتواصل دورانها , وهذه القنطرة موجود مثلها فى الجزء الثانى من السيارة المخصص للصندوق الآخر , وتجدر الاشارة الى ان القنطرة سوف تدعم من عمل المكابح , لان وزنها فى اثناء الصعود يعتبر زيادة فى الوزن يترتب عليها ابطاء المصعد , وعندما يبدأ الصندوق فى النزول فان وزن القنطرة سيكون الفيصل فى بداية تحريك المصعد , ومن هنا نلاحظ امكانية الضبط اليدوى باضافة او حزف اوزان يتم تثبيتها على ظهر القنطرة , هذا الضبط سيكون آخر الاجراءات للحصول على انطلاقة دقيقة للمصعد بعد ان يكون الصندوق السفلى قد افرغ جميع حمولته , وبعد ذلك يتم ترك المصعد لمهمته الطويلة .
7ـ حد الايقاف . سبق توضيح ان الممانعات التى تعترض حركة المصعد , تؤدى الى ابطاء حركته , ولكنها لا توقفه لانه فى حالة حركة , لذلك يتطلب الامر وجود حد للايقاف , وهو عبارة عن عارضة حديدية فى الجزء العلوى من السيارة المحازى للصندوق , فعندما تصل اليه حافة الصندوق فانها توقف المصعد , وتجدر الاشارة الى ان امساك المصعد عن الحركة , يتم التمهيد له عن طريق آلية الابطاء التى تتشارك فيها عدة عناصر كما سبق توضيحه , وان هذا التمهيد ضرورى لتجنب حدوث ايقاف فجائى سيتسبب عنه صدمة قد تؤثر على اداء المصعد .
8ـ مصدر انارة ذاتى .
توفر المصاعد امكانية توليد طاقة كهربية محدودة , فى حدود 2.02% من الطاقة التى يولدها كل مصعد , تسمح باستخدامها فى انارة مصباح شارع يتم تعليقه على عامود على سطح السيارة . وبالعودة الى الشكل الخاص بمجموعة تروس معالجة الحركة , والتى تنتهى بترس صغير يتحرك فى اتجاه واحد , فان هذا الترس من الممكن ان يتعاشق مع مصفوفة تروس صغيرة تسمح بتكبير الحركة , بحيث يدور آخر ترس نحو 1800 لفة فى الدقيقة , تستخدم فى توليد كهرباء من مولد صغير , هذا المولد يضخ الكهرباء الى بطارية لتخزين هذه الطاقة , وهذه البطارية تعمل بميقات ذاتى , بحيث تضخ الكهرباء الى المصباح ليلا ولمدة 10 ساعات يوميا , صيفا وشتاءا وطوال عمر المشروع . ومن الممكن حساب قدرة مصباح المصعد الذى يعمل على ارتفاع 196 مترا =1.7 كيلو وات ساعة لمدة اقل من 12 ساعة يوميا . ونظرا الى ان المصاعد تختلف فى قدراتها الحركية , فان مصباح اول مصعد سيكون اقل ما يكون , ثم تتزايد الانارة بالتدريج حيث نصل الى آخر مصعد الذى يوفر اضاءة عالية جدا . ونظرا الى ان المسافات بين المصاعد محدودة , فان الهضبة من بدايتها الى نهايتها ستكون مضاءة .
9ـ اصوات ذاتية للتنبيه .
قد يكون من المناسب ان يتم استخدام السيارة ذاتيا لاصدار صوت عالى يسمح لرعاة الاغنام من قبائل اولاد ( على ) المنتشرين على هذه الهضبة , بان يأخذوا الحيطة من مسافة بعيدة ليوجهوا اغنامهم بعيدا عن منطقة العمل . وبالعودة الى الشكل الخاص بمصفوفة تروس تصغير الحركة الخاص بآلية تحريك السيارة , فان كل فقرات المصفوفة تدور , كما تتناقص مرات الدوران كلما اقتربنا من العجلتين , حيث تتوفر الفرصة لتركيب طوق من سلك نحاسى على كل فقرة , وكل طوق سيدور مثل الترس الملتحم به , وهذا الطوق يلامس وترا نحاسيا مشدودا , فعندما يكون المصعد فى حالة حركة , فان اصواتا عالية سوف تسمع عن بعد , ان هذه الامكانية لا تسمح فقط باصدار مجرد اصوات , ولكن من الممكن ان تكون اصواتا لحنية , حيث يمكن اجراء تعريجات على الطوق النحاسى بحيث لا يلامس الوتر الا فى توقيتات معينة , كما تتوفر امكانية التنويع نظرا لتعدد التروس , كما تتوفر امكانية اخرى فى التنويع فى سماكة الاطواق او الاوتار , بما يسمح حتى بتأليف مقطوعات موسيقية خصيصا لهذه المصاعد باعتبار انها ـ مجازا ـ آلات موسيقية , حيث يكون لكل مصعد لحنه الخاص , وتتشارك المصاعد فى زمن هذه الالحان وهو 21 دقيقة , يتوقف بعدها المصعد قليلا حتى ينتهى الصندوق السفلى من تفريغ كامل حمولته , ثم يعاود المصعد عزف المقطوعة , وهكذا باستمرار وطوال عمر المشروع . وبهذه المناسبة , فان نفس الامكانية متاحة لنظام الرى المحورى الذى يعتمد على مصفوفة تروس تصغير , وقد تتأثر النباتات ايجابيا للموسيقى , فقد سبق للعلماء اكتشاف ان الماشية تدر لبنا اكثر لسماعها الموسيقى , وعلى اية حال فان هذه الامكانية ـ حتى لو تمت لاسباب جمالية فقط ـ فانها تكاد تكون مجانية .
واخيرا وقبل الانتقال الى الجزء المعلق من المصعد , اود توضيح عدة امور .
1ـ ان هذه السيارة لا تحتوى على اى نوع من المحركات , كما انها غير قابلة للدفع او الجر الا بعد رفع العجلتين الخلفيتين , ولذلك لابد من توافر ونش يتم استخدامه لسحب المصاعد الى بداية الجدار الذى يعمل عليه كل مصعد بعد ان يكون قد انتهى من نحت الجزء المخصص له والتى تتم فى 2083 يوم , هذا الونش يجب تصميمه خصيصا لهذه المصاعد , لان الامر يتطلب التعامل بالملليمتر لضبط المصاعد على الجدران بدقة متناهية .
2ـ لابد من تسوية سطح الارض بحيث تكون فى مستوى واحد فى الجزء المخصص لكل مصعد وطوله 500 مترا , وهى ضرورة لابد منها . 3ـ لابد من تعديل الجزء العلوى من النفق بحيث يكون قائم الزوايا بديلا عن الشكل الدائرى , وسبق ان ذكرت فى المقدمة ان النفق بقطر ثلاثة امتار , وقد تعمدت الا اخوض فى تفاصيل فرعية قد تؤدى الى تشتيت الذهن , اما الآن فان الامر يتطلب استدراكا تفصيليا .
نعرف ان الانفاق لابد ان تتخذ شكلا اسطوانيا لان الحفار لابد ان يكون دائريا لضرورات هندسية , ومن هذه المسلمة فان انشاء النفق طبقا للمولصفات اللازمة لها المشروع ستتطلب ثلاثة مراحل ولكن بنفس التكلفة , فاذا كانت مساحة الدائرة لقطر 3 امتار = 7 متر مربع تقريبا . فان شكل النفق يجب ان يكون مستطيلا وبنفس هذه المساحة تقريبا , حيث يبلغ طوله 3.5 وعرضه 2 = 7 متر مربع . والثلاث مراحل هى : أ ـ انشاء نفق دائرى بقطر 2 متر . بـ ـ تسوية القوس العلوى من هذا النفق بحيث تصنع مع الجانبين زاويتان قائمتان . جـ ـ نحت 150 سنتيمتر من سقف النفق . ولضرورات فنية تتعلق باستواء سطح الماء فى النفق من بدايته عند السد الى نهايته عند النفق , فان الامر يتطلب ان ينخفض النفق 2 سم فى كل كيلو متر . هذه هى المواصفات اللازمة للنفق . وحيث ان المياة المتدفقة الى النفق من الانبوب الخرسانى عند السد بقطر 2.4 متر = 4.5 متر مكعب تقريبا , فان ارتفاع الماء فى النفق = 2.25 متر , حيث يتبقى جزءا فارغا من سطح الماء الى سطح النفق طوله 125 سم , وهو ضرورة لابد من توافرها , لان الصناديق تنزل 60 سم , فيتبقى 65 سم اخرى كحد امان حتى تظل صناديق المصاعد جافة .
ثانيا :ـ الجزء المعلق .
1ـ الحبل .
سبق التحدث عن مواصفات الحبل , ونظرا الى ان كل مصعد يعمل على ارتفاع مختلف , فان قطر هذا الحبل سيزيد سماكة كلما زاد ارتفاع الجدار , لعلاقة هذا بكمية الاتربة المتجمعة فى الصندوقين , مما يترتب عليه زيادة فى وزن الصندوقين من ناحية , وفى زيادة وزن السيارة لتكافئ هذه الزيادة من ناحية اخرى . فعلى سبيل المثال , فان وزن اول مصعد , والذى يعمل على ارتفاع 75 مترا تقريبا , سيكون اقل اربع مرات من وزن آخر مصعد على الهضبة , والذى يعمل على ارتفاع 308 مترا تقريبا , وتأسيسا على هذا الاختلاف فان اوزان الحبال ستختلف من مصعد الى آخر , ولهذا اهميته لتقدير فارق الوزن عندما يكون الصندوقان فى نهايتيهما على الجدار , وهذا الفارق تتم مراعاته فى تحديد حجم الزيت الهيدروليكى , كما سبق ايضاحه . وهنا يجب التنويه الى ان الطول المحتسب للحبل هو ارتفاع الجدار الذى يعمل عليه المصعد + 60 سم وهو ارتفاع القنطرة + 60 سم اخرى فى اسفل الجدار عند النفق قبل الوصول الى سطح الماء , ولا يتم احتساب الطول الاضافى للحبل المتمثل فى مروره على الطارات على سطح السيارة , فعلى سبيل المثال , فان الطول المحتسب لحبل المصعد الذى يعمل على ارتفاع 196 مترا , عبارة عن طول الجدار الفعلى ( 196) + (1.2) = (197.2 ) مترا .
2ـ الصندوقان .
تتشابه صناديق كل المصاعد فى الطول والعرض ( متر× متر ) , اما الارتفاع فهو يختلف من مصعد الى آخر اعتمادا على كمية الاتربة التى تختلف باختلاف طول الجدار , وبالنسبة الى صندوقى المصعد العامل على ارتفاع 196 م , فيمكن تحديد ارتفاعهما على النحو التالى :ـ عمق النحت من الجدار = 5 ملليمتر . حجم الاتربة فى المتر الربع = 0.5×100×100=5000 سم مكعب . حجم الاتربة من كامل الجدار = 5.000×196=0.980 متر مكعب . ولان حمولة الصندوق ضعف هذا الحجم = 0.980×2=1.96 متر مكعب . ولان هذا الحجم هو الشكل الاصلى على الجدار المتمثل فى صخور او تكوينات مضغوطة , وانه يزيد 50% لتحويله الى تراب . فان الحيز الذى يشغله فى الصندوق =1.96×1.5= 2.94 متر مكعب . ولان آلية النحت وعجلات الصندوق تشغل حيزا= مترا مكعبا . فان ارتفاع الصندوق= 3.94 مترا . ويحتوى كل صندوق على عجلتين تلامسان الجدار كما يبدو فى شكل ( 15 ) .
 |
| شكل15 |
3ـ آلية نحت الجدار .
مع دوران العجلتين نظرا لملامستهما للجدار , فان عامودا اسطوانيا يصل بينهما سيدور مثلهما , وهذا العامود مثبت عليه دعامتين مفرغتين من الداخل بحيث يتحرك العامود الاسطوانى داخلهما وتبقى الدعامتين بلا حركة ويتم الرتكاز على الدعامتين فى بناء مصفوفتى تروس تكبير حركة , احدهما علوية تستمد الحركة من ترس اليسار المثبت على العامود الاسطوانى , والثانية سفلية تستمد الحركة من ترس اليمين المثبت على العامود الاسطوانى . كما فى شكل ( 16 ) .
 |
| شكل16 |
أ ـ مصفوفة التروس السفلى .
تتكون من 10 درجات من تروس تكبير الحركة , وكل فقرة عبارة عن ترس مزدوج قسمه المحيطى اكبر من قسمه المحورى مرتين , ( يتم التعاشق من الترس الكبير الى الترس الصغير , عكس ما سبق ايضاحه فى تروس تصغير الحركة الموجودة فى السيارة ) . هذه الفقرات العشرة تحتوى على مجموعة تروس معالجة اتجاه الحركة نظرا لتغير حركة الصعود عن حركة النزول , كذلك وابتداءا من الفقرة السابعة سيتم نقل الحركة من خلال عامود اسطوانى سينقل الحركة الى عامودين اسطوانيين احدهما علوى والاخر سفلى عن طريق جنازير , فاما العامودين فان كل منهما يحتوى على خمسة تروس راسية وبجوار كل ترس دعامة مثبت عليها ترس افق تلتصق به اسطوانة نحت قطرها 21 سم , ولتوضيح ذلك بالتفصيل نبدأ بالعجلتين كما هو موضح فى شكل ( 17 ) .
 |
| شكل17 |
بـ ـ مصفوفة التروس العليا .
تتكون من 8 فقرات من تروس تكبير الحركة , وكل فقرة عبارة عن ترس مزدوج قسمه المحيطى اكبر من قسمه المحورى مرتين . فتتضاعف حركة كل فقرة عن الحركة التى استلمتها , وتنتهى الفقرة الاخيرة بمروحة شفط , تعمل بنفس طريقة عمل المكنسة الكهربية , حيث تقوم بشفط الاتربة التى تنتجها اسطوانات النحت ( سيتم توضيحها لاحقا ) , فتندفع الاتربة الى اعلى الصندوق وتسقط تلقائيا الى اسفل الصندوق ويستمر ذلك الى ان يمتلأ الصندوق تماما , ويتزامن هذا مع وصول الصندوق الى نهايته على الجدار , وهنا ينفتح اسفل الصندوق بآلية سيتم توضيحها لاحقا فيتم افراغ الصندوق من كامل حمولته . ان تحديد سرعة دوران مروحة الشفط , وكذلك تحديد الطاقة اللازمة لتشغيلها , يمكن معرفتهما من خلال المعطيات التالية . فاذا كان طول محيط العجلتين اللتين تلامسان الجدار = 100 سم . واذا كانت السرعة المنتظمة للصندوقين = 30.085 متر / ث . ( سبق ايضاحها ) . فان العجلتين تدوران 30.085 دورة فى الثانية . ونظرا الى ان عملية تكبير الحركة هى نوع من تحويل الطاقة الحركية الى طاقة ميكانيكية , فان نتيجة ذلك تصغير سرعة العجلتين ومن ناحية اخرى تكبير سرعة دوران التروس , ويمكن حساب ذلك على النحو التالى . يدور الترس المثبت على العامود الاسطوانى نفس مرات دوران العجلتين = 30.085 وتدور الفقرة الاولى ضعف مرات الدوران فيؤدى ذلك الى تصغير حركة العجلتين الى النصف , ويتواصل التصغير الى ان نصل الى الفقرة الثامنة , ويمكن حساب كل ذلك على النحو التالى . ( 30.085 ---- 15.0425 ---- 7.52125 ---- 3.760625 ---- 1.8803125 ---- 0.94015625 ---- 0.470078125 ---- 0.2350390625 ---- 0.11751953125 ) حيث نلاحظ ان تأثير التروس ادى الى تصغير سرعة المصعد لتصل الى 11.75 سم / ث . ( وبالطبع فان هذا غير ممكن لاستحالة ان تتسسب تروس مروحة الشفط فى كل هذا التأثير , ذلك ان هذا التأثير سيكون عبارة عن محصلة الطاقة الميكانيكية التى يستخدمها المصعد , وتشمل تحريك السيارة , وشفط الاتربة وعملية نحت الجدار التى ستتوضح تباعا ) . وبينما تم انقاص سرعة العجلتين , فان مقلوب هذه العملية يمثل سرعات كل فقرة من التروس , حيث تدور الفقرة الثامنة 30.085 دورة فى الثانية = 1805.1 دورة فى الدقيقة . وهو عدد دوران مناسب تتحرك به مروحة الشفط . ولمعرفة الطاقة التى تستهلكها مروحة الشفط , فيمكن معرفة ذلك من المعطيات التى توضحت سابقا . فاذا كان معدل النحت من الجدار فى الثانية = سمك النحت × سرعة الصندوقين × عرض الجدار . = 5 ملليمتر × 11.75 سم × 100 سم = 587.5 سم مكعب / ث . ونظرا الى ان كثافة السنتيمتر المكعب من هذه الاتربة = 4 جرام . فان وزن هذه الاتربة = 587.5 × 4 = 2,350 كيلو جرام . ونظرا الى ان ارتفاع الصندوق = 3.94 متر . فان كمية التحرك لهذه الاتربة = 2.350 كيلو جرام × 3.94 متر ÷ ثانية = 9.259 كجم / م / ث ولان تحريك هذه الاتربة يتم عكس الجاذبية الارضية , فان الانفلات من هذه الجاذبية = نصف كمية التحرك تقريبا = 4.6285 كجم / متر / ث . ان هذه الكمية تتعلق بالاتربة فقط , فان مروحة الشفط نفسها سيكون لها كمية تحرك وكذلك كل التروس الثمانية , ولحساب هذه الكميات , يتطلب الامر معرفة اوزان التروس ومروحة الشفك وكذلك طول محيط التروس ومروحة الشفط , فاذا كان وزن كل ترس = كيلو جرام , واذا كان طول محيط الترس 33 سم ( قطر 10.5 سم ) , فان كمية التحرك للترس الاول = 1 كجم × ( سرعة الدوران × 0.33 ) م ÷ ثانية = 1 كجم × ( 0.1175 × 0.33) م ÷1 ث = 0.038775 كجم / م / ث . ثم يتم حساب باقى التروس فتكون على النحو التالى ( 0.07755 ---- 0.1551 ---- 0.3102 ---- 0.6254 ---- 1.2408 ---- 2.4816 ---- 4.9632 ---- 9.9264 ) واذا كانت مروحة الشفط تزن كجم وطول محيطها 0.66 م , فكمية التحرك لها تساوى ايضا ( 19.8528 ) كجم / م / ث . وبجمع كل هذه الكميات تكون النتيجة ( 53.559805) كجم / م / ث . ولان المصعد يتكون من صندوقين , فيتم ضرب هذا الرقم × 2 = ( 107.11961 ) كجم / م / ث . وسبق حساب كمية التحرك لفارق الوزن الثابت بين الصندوقين وكان ( 460.6) كجم / م / ث . كما سبق حساب كمية التحرك للسيارة وكانت ( 18.1999 ) كجم / م / ث . وهكذا يكون المتبقى من كمية التحرك ( 335.28049 ) كجم / م / ث . وهو المخصص لعملية النحت , والذى يقتسمه الصندوقين فيصبح نصيب كل صندوق ( 167.640245 ) ولكن وقبل ذلك يجب توضيح ان تشغيل مروحة الشفط فى اتجاه واحد سواء فى صعود او نزول الصندوق يتطلب مجموعة تروس معالجة الحركة وهى تشبة نفس المجموعة الموجودة فى السيارة . كذلك يجب توضيح ان تشغيل التروس بسرعات كبيرة يؤدى الى تناقص تأثير الجاذبية الارضية على هذه التروس , وسوف يترتب على ذلك ان كمية التحرك ستقل , الا انه وفى نفس الوقت تتولد مقاومة داخلية نتيجة لحرارة الاحتكاك التى تؤدى الى تمدد المحاور التى تدور حولها التروس , مما يؤدى الى تثبيت السرعة عند حد معين لا تستطيع ان تتعداه . ( وسوف يتوضح الامر لاحقا بمزيد من التفصيل , وفرصة الانتفاع من ذلك ) . وبناءا على ما سبق يمكن رسم مروحة الشفط والتروس وكذلك تروس معالجة الحركة , كما يبدو فى شكل ( 18 ) .
 |
| مواقع الملح الحجرى |
 |
| منخفض القطارة كما يظهر على خريطة مصر |
