چرخ فالکرک (The Falkirk Wheel) !

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: چرخ فالکرک که با توجه به نزدیکی آن به شهر فالکرک، در مركز اسكاتلند، به این نام خوانده می.شود، یک وسیله بالابر گردان برای انتقال قایق است که کانال فورت اند کلاید را به کانال یونین متصل می.سازد. اختلاف ارتفاع دو کانال در محل قرار گرفتن چرخ فالکرک، 24 متر می.باشد که بطور تقریبی برابر یک ساختمان هشت طبقه است. محل چرخ در نزدیکی دهکده تام فور هیل واقع شده و در ماه می.سال 2007 توسط ملکه الیزابت دوم افتتاح گردید.

طراحی چرخ بالابر:

طراحی و معماری این چرخ و سازه آن تحت نظارت و حمایت موسسه طراحی RMJM كشور اسكاتلند صورت گرفته و در ابتدا توسط شرکت مهندسی نیکول راسل طراحی گردیده است. این چرخ که قطر کلی آن 35 متر می.باشد تشكیل شده از دو بازو که هر کدام تا 15 متر نسبت به محور مرکزی با قطر 3.5 متر امتداد دارند و شکل آنها شبیه به تبرهای دوسر است که در جنگهای قرون وسطای اروپا مورد استفاده قرار می.گرفتند.

این دو بازو در فاصله 25 متری از یکدیگر قرار گرفته اند و دو مخزن (جایگاه حمل قایقها) در حالی كه از آب پر می.شوند با ظرفیت80000 گالن ( 302 تن) بین آنها قرار دارند. این دو مخزن حمل، فارغ از آنکه در حال حمل قایق باشند یا خیر، همواره وزن ثابتی داشته و در مجموع 600 تن وزن دارند. این موضوع به قانون ارشمیدس بر می.گردد که می.گوید " هر جسم شناور به میزان وزن خود آب را جابجا می.کند" و لذا در زمانیکه قایق در مخزن قرار می.گیرد،به میزان وزن قایق آب از مخزن حمل خالی می.شود و در نتیجه مقدار وزن مخزنها همواره ثابت می.ماند.

این چرخ در مدت زمان 5.5 دقیقه، با صرف توان بسیار اندک،180 درجه می.چرخد و توان مصرفی آن تنها 22.5 کیلووات است که بوسیله موتور برق تامین می.گردد. به بیان دیگر می.توان گفت انرژی مصرفی 1.5 کیلو وات ساعت در مدت زمان 4 دقیقه می.باشد که تقریباً می.توان آنرا برابر با انرژی لازم برای جوش آوردن 8 عدد کتری آب در نظر گرفت. این سیستم، تنها بالابر حمل قایق در نوع خود می.باشد و نشانی از توانمندی مهندسی در کشور اسکاتلند است.

چگونگی عملکرد چرخ فالکرک:

چرخ به همراه محوری که در دو انتهای آن روی یاتاقان.های مخصوص ( Slewing Bearing ) قرار گرفته اند گردش می.كند. حلقه بیرونی این یاتاقانها روی پایه بتونی قرار گرفته و ثابت شده است. حلقه داخلی این یاتاقانها دارای چرخدنده داخلی است و به شکل یک حلقه گردنده عمل می.کند. این حلقه چرخان بوسیله مجموعه.ای از 10 موتور هیدرولیک که در بخش ثابت یاتاقان قرار گرفته اند حرکت می.کند. حرکت این موتورها توسط یک پمپ هیدرولیک که بوسیله یک موتور الکتریکی فعال میشود، صورت می.گیرد. محور هر یک از این موتورها به چرخدنده.ای متصل است که بصورت چرخدنده سیاره.ای ثابت عمل می.کنند و از این طریق حلقه داخلی یاتاقان و محور را می.گردانند. در نهایت چرخ با سرعت زاویه.ای 8/1( یك هشتم ) دور در دقیقه می.چرخد.

چگونه مخازن حمل در طول حركت تراز باقی می.مانند:

مخازن مذكور در واقع می.بایستی با همان سرعت گردش چرخ، اما در خلاف جهت چرخش آن، بگردند تا از سقوط قایق.ها یا ریختن آب از مخازن جلوگیری شود. انتهای هر كدام از این مخازن، در دو سمت، به چرخهایی مجهزند كه روی سطح داخلی حفره.های 8 متری (روی بازوها) حركت می.كنند. لذا مخازن به این چرخها تكیه داشته و امكان چرخش دارند. گردش مخازن توسط مجموعه.ای از چرخدنده.ها كنترل می.شود.

این مجموعه شامل سه چرخدنده حلقه.ای 8 متری و دو چرخدنده كوچك مابین آنها میشود كه همگی دارای دنده.های خارجی هستند. چرخدنده بزرگ مركزی، بصورت یك چرخدنده خورشیدی ثابت عمل می.كند و برای جلوگیری از حركت آن، جدا از محور در سمت موتور خانه و روی پایه بتنی نصب شده است.چرخدنده.های كوچك، بصورت چرخدنده.های سیاره.ای عمل كرده و روی بازو ( سمت موتورخانه) نصب می.شوند. وقتی موتور.ها چرخ و بازو.ها را می.گردانند چرخدنده.های سیاره.ای كوچك با چرخدنده خورشیدی مركزی درگیر می.شوند و در نتیجه چرخدنده.های سیاره.ای با سرعت بیشتری نسبت به چرخ ولی در همان جهت شروع به گردش می.كنند. چرخ دنده.های سیاره.ای مذكور، سپس با چرخدنده.های حلقه.ای بزرگی كه به انتهای هر یك از مخازن متصل و ثابت شده اند درگیر شده و باعث گردش آنها با سرعت برابر با چرخ و در جهت عكس آن می.گردند. در نتیجه مخازن در طول حركت همواره پایدار و كاملا تراز خواهند ماند.

ساخت چرخ:

این سیستم توسط شركت مهندسی باترلی در دربی شایر تحت عنوان پروژه.های هزاره اجرا گردید تا دو كا نال فورت اند کلاید و یونین را به یكدیگر متصل نماید. البته هدف اصلی پروژه استفاده تفریحی از آن بوده است. دو كانال یاد شده در گذشته نیز بوسیله یازده دریچه قفل شونده به یكدیگر متصل می.شدند كه پس از سال 1930 متروك مانده و از بین رفته بودند. كمسیون طرحهای هزاره تصمیم گرفت كه مجددا این دو كانال را كه در مركز اسكاتلند قرار گرفته اند به یكدیگر متصل كرده و در واقع، مجددا گلاسكو را به ادینبورگ پیوند بزند. در میان طرحهای مختلف ارائه شده طرح چرخ فالكرك، برنده شد. مانند بقیه پروژه.های هزاره در محل احداث این پروژه اقامتگاه، رستوران و فروشگاه.هایی نیز در نظر گرفته شده است. هزینه ساخت چرخ فالكرك 17.5 میلیون پوند و كل پروژه 84.5 میلیون پوند بوده است.

چاله بارانداز:

این چاله در واقع محلی خشك و عایق شده نسبت به آب می.باشد و در صورت ورود آب به چاله پمپهای تعبیه شده در آن آب را تخلیه می.كنند. هنگامی كه پس از گردش چرخ، بازو.ها بصورت عمودی قرار گرفتند و سیستم متوقف شد، دریچه مخزن باز شده و ورود و خروج قایقها را ممكن می.سازد. در واقع فضای زیر مخزن حمل در این حالت خالی می.ماند. در صورتی كه چنین چاله.ای در نظر گرفته نمی.شد، هر بار در گردش چرخ بازوها وارد آب می.شدند و در این حالت مشكلات زیادی از جمله اغتشاشات آب و عدم پایداری مخزن و نیز نیاز به توان بیشتر برای غلبه بر ویسكوزیته (چسبندگی) آب بوجود می.آمد.