مصانع بورتسموث للبلوك

تُشكّل مصانع بورتسموث للبلوك جزءًا من حوض بناء السفن في بورتسموث ، هامبشاير ، إنجلترا، وقد بُنيت خلال الحروب النابليونية لتزويد البحرية الملكية البريطانية بالبكرات . وقد دشّنت هذه المصانع عصر الإنتاج الضخم باستخدام أدوات آلية معدنية بالكامل (صممها بشكل رئيسي مارك إيزامبارد برونيل ) ، وتُعتبر من أهم مباني الثورة الصناعية البريطانية . كما أنها موقع أولى محركات البخار الثابتة التي استخدمتها الأميرالية . ^{[ 1 ]}

منذ عام 2003، تقوم هيئة التراث الإنجليزي بإجراء مسح تفصيلي للمباني والسجلات المتعلقة بالآلات.

تطورت البحرية الملكية مع تطور بريطانيا بحلول منتصف القرن الثامن عشر لتصبح ما يُوصف بأنه أعظم قوة صناعية في العالم الغربي. وبدأت الأميرالية ومجلس البحرية برنامجًا لتحديث أحواض بناء السفن في بورتسموث وبليموث ، بحيث امتلكت مع بداية الحرب مع فرنسا الثورية أحدث مرافق الأسطول في أوروبا.

يعود أصل نظام الأحواض في بورتسموث إلى أعمال إدموند دومر في تسعينيات القرن السابع عشر. فقد أنشأ سلسلة من الأحواض وأحواضًا رطبة وجافة . [ ^{2 ] أُجريت} تعديلات على هذه الأحواض خلال القرن الثامن عشر. وبحلول عام 1770، أصبح أحد الأحواض غير مستخدم، فتم اقتراح استخدامه كحوض تجميع لتصريف المياه من جميع المرافق الأخرى. وكان يتم ضخ المياه بواسطة سلسلة من المضخات السلسلية التي تعمل بالخيول .

في عام ١٧٩٥، عُيّن العميد السير صموئيل بنثام من قبل الأميرالية، أول (والوحيد) مفتش عام للأعمال البحرية، مُكلفًا بمواصلة هذا التحديث، ولا سيما إدخال الطاقة البخارية وميكنة عمليات الإنتاج في حوض بناء السفن. وظّف مكتبه العديد من المتخصصين كمساعدين له، من بينهم ميكانيكيون ( مهندسون )، ورسامو خرائط ، ومهندسون معماريون ، وكيميائيون ، وموظفون إداريون ، وغيرهم. كان مكتب المفتش العام مسؤولاً عن إنشاء مصنع في بورتسموث لدرفلة ألواح النحاس لتغليف هياكل السفن ، ومطاحن حدادة لإنتاج الأجزاء المعدنية المستخدمة في بناء السفن. كما أدخل المكتب تحديثات مماثلة في أحواض بناء السفن البحرية الأخرى بالتعاون مع إم آي برونيل ومودسلي.

بحلول عام ١٧٩٧، بدأت أعمال بناء أحواض جافة إضافية وتعميق الأحواض، وأدرك بنثام أن نظام الصرف الحالي لن يفي بالطلب المتزايد. فقام بتركيب محرك بخاري صممه أحد موظفيه، جيمس سادلر ، عام ١٧٩٨، والذي، بالإضافة إلى تشغيل مضخات السلسلة، كان يُشغل آلات النجارة ومضخة لسحب المياه من بئر حول حوض بناء السفن لأغراض مكافحة الحرائق. كانت هذه البئر تبعد حوالي ١٢٠ مترًا ، وكانت المضخات تعمل بواسطة ذراع خشبي أفقي متردد موجود داخل نفق يمتد من غرفة المحرك إلى أعلى البئر. كان محرك سادلر محركًا مكتبيًا مُثبتًا في غرفة محرك من طابق واحد مزودة بغلاية مدمجة؛ وقد حل محل أحد محركات الخيول التي كانت تُشغل مضخات السلسلة. تم استبدال هذا المحرك في عام 1807 في نفس المنزل بمحرك طاولة آخر أكثر قوة صنعه فينتون وموراي وود من ليدز ، وبدوره في عام 1830 بمحرك مودسلي ذي العارضة.  

في عام 1800، تم طلب محرك شعاعي من صنع بولتون ووات كمحرك احتياطي، ووُضع في مبنى محركات من ثلاثة طوابق على غرار مبنى محركات سادلر. استُبدل هذا المحرك في عام 1837 بمحرك آخر من صنع جيمس وات وشركاه .

كانت المساحة ضيقة للغاية، ولم يكن توسيع مرافق التصنيع ممكنًا، لذا بحلول عام ١٨٠٢، مُلئ حوض الصرف بطبقتين من الأقبية المبنية من الطوب - الطبقة السفلية لتكون بمثابة خزان، والطبقة العلوية للتخزين، وكان سقف الأخيرة مستويًا مع الأرض المحيطة، مما أتاح مساحة أكبر. سمح هذا ببناء صفين متوازيين من مطاحن الخشب، كل منهما مكون من ثلاثة طوابق؛ ضم الصف الجنوبي مباني المحركات ومداخنها، ومضخات السلسلة، وبعض آلات النجارة. أما الصف الشمالي فكان يقع مباشرة فوق الأقبية، وكان مخصصًا لإيواء المزيد من آلات النجارة. صمم المباني صموئيل بونس ، مهندس فريق بنثام.

أثناء بناء الأقبية، كان بنثام يطلب آلات نجارة من تصميمه الخاص، معظمها مناشير رأسية ومناشير دائرية. تم تركيب هذه الآلات في كلا الجناحين، حيث كانت الطاقة اللازمة لتشغيلها تنتقل من المحركات إلى الجناح الشمالي عبر ناقلات الحركة السفلية من خلال الطبقة العليا من الأقبية، ثم عبر أعمدة رأسية إلى الطوابق العليا من المباني. أما النقل النهائي للآلات فكان عبر أحزمة مسطحة تدور على بكرات.

كان الهدف من هذه الآلات قطع الأخشاب اللازمة للعديد من الأجزاء الصغيرة المستخدمة في بناء السفن، وخاصة أعمال النجارة التي كانت تُقطع يدويًا سابقًا، مثل مكونات الطاولات والمقاعد، بالإضافة إلى المنتجات الصغيرة المصنعة بالخراطة كدبابيس التثبيت . وتشير الأدلة إلى أنه طور آلة تسوية خشبية دوارة، لكن تفاصيلها غير واضحة. كما تشير الأدلة إلى أن المجمع كان يضم آلة حفر أنابيب، حيث كانت تُحفر جذوع أشجار الدردار المستقيمة لإنشاء قنوات ضخ. وقد يصل طول هذه القنوات إلى 12 مترًا ، وكانت تُركب عبر أسطح السفينة لضخ مياه البحر إلى سطحها. وكانت هناك أيضًا آلة لصنع مسامير الأشجار - وهي عبارة عن أوتاد خشبية طويلة تُستخدم لتثبيت الأجزاء الخشبية للسفينة معًا. 

استخدمت البحرية الملكية أعدادًا كبيرة من الكتل الخرسانية ، التي كانت تُصنع يدويًا بالكامل من قِبل مقاولين. لم تكن جودتها ثابتة، وكان توريدها صعبًا، كما كانت باهظة الثمن. كانت السفينة الحربية النموذجية تحتاج إلى حوالي 1000 كتلة خرسانية بأحجام مختلفة، وخلال العام كانت البحرية تحتاج إلى أكثر من 100,000 كتلة. كان بنثام قد ابتكر بعض الآلات لصنع الكتل الخرسانية، لكنه لم يطورها، وأصبحت تفاصيل طريقة عملها غامضة. في عام 1802، اقترح مارك إيزامبارد برونيل على الأميرالية نظامًا لصنع الكتل الخرسانية باستخدام آلات كان قد حصل على براءة اختراع لها . أدرك بنثام تفوق نظام برونيل، وفي أغسطس 1802، أذنت له الأميرالية بالمضي قدمًا.

كانت هناك ثلاث مجموعات من آلات تصنيع القوالب، صُممت كل منها لإنتاج مجموعة متنوعة من أحجام القوالب. وُضعت هذه الآلات على شكل خط إنتاج، بحيث تنتقل كل مرحلة من مراحل العمل بسلاسة إلى المرحلة التالية. تم تسييج الساحة الواقعة بين مبنيي منشرة الأخشاب وتغطية سطحها لتشكيل ورشة عمل جديدة تضم آلات تصنيع القوالب. ^{[ 3 ]} تم تركيب المجموعة الأولى، المخصصة للقوالب المتوسطة، في يناير 1803، والمجموعة الثانية للقوالب الأصغر في مايو 1803، والمجموعة الثالثة للقوالب الكبيرة في مارس 1805. شهد المصنع العديد من التغييرات في التصميم وبعض التعديلات حتى أصبح في سبتمبر 1807 قادرًا على تلبية جميع احتياجات البحرية: حيث تم إنتاج 130,000 قالب في عام 1808.

كانت الآلات من 22 نوعًا، وبلغ عددها الإجمالي 45 آلة. وكانت تُدار بمحركين بخاريين بقوة 30 حصانًا (22 كيلوواط) . وشملت هذه الآلات مناشير دائرية، وآلات خراطة دبابيس، وآلات حفر نقر. وباستخدام هذه الآلات، كان بإمكان 10 رجال إنتاج عدد من القوالب الخشبية يعادل ما ينتجه 110 حرفيين مهرة. ^{[ 4 ]} 

تتكون بكرة الرفع من أربعة أجزاء: الغلاف، والبكرة، والدبوس لتثبيت البكرة في الغلاف، وجلبة معدنية تُدخل في البكرة لتقليل التآكل بينها وبين الدبوس. وتختلف بكرات الرفع في الحجم وعدد البكرات.

عملية صنع الأصداف

• قطع شرائح من جذع الشجرة، ومن هذه الشرائح، باستخدام المناشير الدائرية، قطع كتل مستطيلة الشكل تم تصنيع الأصداف منها.
• قم بثقب قطعة الخشب لتثبيت المسمار، ثم قم بثقب أو ثقوب بزاوية قائمة عليه لاستقبال أزاميل التثقيب (بحسب عدد التجاويف). في الوقت نفسه، كانت المشابك المستخدمة لتثبيت قطعة الخشب تحتوي على نقاط تحديد مواقع تُستخدم لتثبيت القطع في الآلات اللاحقة، مما يضمن دقة الموقع والقياس في العمليات اللاحقة.
• يتم حفر نقرات في الكتل الخشبية بواسطة آلة ذاتية التشغيل. يتحرك إزميل الحفر ذهابًا وإيابًا عموديًا، وفي الوقت نفسه، تتحرك الملزمة التي تثبت الكتلة تدريجيًا مع كل قطع. بمجرد اكتمال قطع طول النقرة، تتوقف الآلة تلقائيًا للسماح باستبدال الكتلة بأخرى جديدة.
• قم بقطع زوايا الكتلة باستخدام منشار دائري مزود بموجهات زاوية.
• يتم تشكيل الأوجه الأربعة للكتل الخشبية على شكل منحنى ضحل. ويتم ذلك بواسطة آلة تُثبّت فيها عدة كتل خشبية على محيط عجلة دوارة. يُحرّك القاطع بشكل منحني على أوجه الكتل أثناء دورانها. ويتم التحكم في نصف قطر المنحنى بواسطة قالب. بعد كل عملية قطع، تُدار الكتل بزاوية 90 درجة لتكوين وجه جديد.
• ثم يتم وضع كل كتلة في آلة تقوم بعمل أخدود ضحل، بواسطة قاطع دوار، لتحديد مكان حبال التثبيت.

• 
  آلة حفر (خلفية)
• 
  آلة نقر
• 
  محرك التشكيل
• 
  آلة تسجيل النقاط (الأمامية)

عملية صنع الحزم

• قُطِعَت شريحة عرضية عبر جذع شجرة لُجِنّوم فيتا . سمحت الآلة المستخدمة في ذلك بتدوير الجذع بالتزامن مع تشغيل المنشار الدائري، مما يضمن الحفاظ على سُمك متساوٍ. وتم التحكم في موضع الجذع لكل قطع جديد بواسطة لولب توجيه، مما يضمن دقة عالية.
• قم بصنع قرص دائري من هذه الشريحة باستخدام منشار دائري، والذي يقوم في نفس الوقت بحفر المنتصف وتشكيل الحافة الخارجية.
• قم بتشكيل شكل جانبي من كل وجه للحصول على الوجه الخارجي للفرن
• تم إدخال ذراع التدوير في البكرة، وتم تثبيت حلقة تثبيت بمسامير للحفاظ عليه في مكانه.
• قم بتوسيع الفتحة في الغطاء لتناسب حجم الدبوس المطلوب.
• تم تسوية سطح البكرة النهائية من كلا الجانبين في مخرطة خاصة، وتم تشكيل أخدود الحبل على الحافة.

• 
  منشار خشب الحياة
• 
  منشار دائري
• 
  آلة التزيين (الأمامية)

عملية صنع الدبابيس

• تم تشكيل دبابيس التثبيت بحجم أكبر قليلاً مع ترك شكل مربع في أحد طرفيها.
• تم تشكيلها إلى الحجم المطلوب على الجزء الدائري في مخرطة خاصة .
• تم صقلها بين قوالب صلبة
• ويقول أحد المصادر إنه تم تغليفها بالقصدير لحمايتها من الصدأ.

عملية صنع الأكواب المعدنية

• صُنعت هذه الأجزاء من معدن الجرس، وترك القالب أخاديد لحفظ الشحم في التجويف الداخلي. كان أحد طرفي ذراع التدوير مزودًا بحافة، بينما زُوّد الطرف الآخر بحلقة منفصلة، ​​وشكّلت هذه الأجزاء معًا قاعدة للمسامير التي تثبت ذراع التدوير بالبكرة.

عملية التجميع

• تم صقل الأغلفة يدويًا باستخدام مكشطة يدوية ، ثم تم تجميع البكرة والدبوس. تم تخزينها في مصانع الكتل وتوزيعها حسب الطلب.

استخدمت هذه الآلات العديد من الميزات لأول مرة والتي أصبحت منذ ذلك الحين شائعة في تصميم الآلات.

• أدت عملية الحفر إلى حفر نقاط قياس في القطع الخشبية، والتي استخدمتها مشابك الآلات اللاحقة لتحديد مواقع القطع بدقة. هذا يعني أن تحديد موقع القطعة في العمليات اللاحقة يضمن دقة الموقع بالنسبة للأداة العاملة عليها.
• كانت العديد من الآلات مزودة بقوابض مخروطية.
• استخدم برونيل رؤوس أدوات قابلة للفصل مثبتة في حوامل أدوات تشبه إلى حد كبير تلك المستخدمة الآن في المخارط ذات الأغراض العامة.
• تم استخدام ظروف التثبيت القابلة للتوسيع لتحديد مواقع البكرات عن طريق الإمساك بالتجويف الداخلي، أثناء عمليات معينة.
• استُخدمت ظروف تثبيت ثنائية الفك في بعض الآلات. وكانت هذه الظروف بمثابة مقدمة لظروف التثبيت ثلاثية الفك المستخدمة في المخارط اليوم.
• يمكن ضبط آلات التثقيب لتتوقف تلقائيًا بمجرد انتهاء العملية.
• كان من الممكن تبديل البكرات والدبابيس، لأنها لم تكن مرتبطة بغلاف معين.
• ربما يكون وصف سير العمل هذا بأنه إنتاج دفعي ، نظرًا لتنوع أحجام القطع المطلوبة. مع ذلك، كان في الأساس نظام خط إنتاج . لم تنتشر هذه الطريقة في التصنيع العام في بريطانيا لعقود طويلة، وعندما انتشرت، كانت مستوردة من أمريكا.
• صُمم النظام بأكمله ليتم تشغيله بواسطة العمال وليس الحرفيين المتدربين. تم تدريب كل عامل على تشغيل آلتين أو أكثر، وكان من الممكن نقله في جميع أنحاء المصنع حسب الحاجة.

تُظهر مواصفات براءة اختراع برونيل آلات ذات إطارات خشبية، ورغم أنها تُجسّد العديد من مبادئ الآلات المُثبّتة فعليًا، إلا أنها لا تُشبه التصاميم النهائية إلا قليلًا. الآلات التي قدّمها برونيل إلى الأميرالية للتقييم موجودة الآن في المتحف البحري الوطني. بمجرد إبرام العقد مع الأميرالية، تعاقد بنثام مع هنري مودسلي لتصنيعها، ومن الواضح أن التصاميم النهائية حظيت بمساهمة كبيرة من بنثام ومودسلي وسيمون غودريتش (مهندس البحرية) بالإضافة إلى برونيل نفسه. نظرًا لغياب بنثام في روسيا، كان غودريتش هو من أدخل مطاحن الكتل إلى الإنتاج الكامل. استندت أجور برونيل إلى الوفورات التي حققتها البحرية بفضل النظام الجديد.

كانت هذه الآلات تُصنع يدويًا بالكامل تقريبًا، حيث اقتصرت أدواتها الآلية على المخارط لتشكيل الأجزاء الدائرية، وآلات الحفر لحفر الثقوب الصغيرة. في ذلك الوقت، لم تكن هناك آلات طحن أو تسوية أو تشكيل، وكانت جميع الأسطح المستوية تُصنع يدويًا عن طريق النحت والبرد والكشط. وتشير الأدلة إلى أنه كان يتم أيضًا طحن الأسطح المستوية للحصول على تشطيبات دقيقة للغاية. صُممت كل صامولة لتناسب مسمارها المطابق، وكانت مرقمة لضمان استبدالها بشكل صحيح. كان هذا قبل ظهور خاصية التبادل ، بالطبع. أما المواد المستخدمة فكانت الحديد الزهر والحديد المطاوع والنحاس الأصفر والبرونز. وقد ساهم استخدام المعدن في جميع مراحل تصنيعها في تحسين صلابتها ودقتها بشكل كبير، مما أصبح معيارًا لتصنيع أدوات الآلات لاحقًا.

استقطبت هذه الآلات ومطاحن الكتل اهتمامًا واسعًا منذ إنشائها، بدءًا من الأدميرال اللورد نيلسون صباح يوم إبحاره من بورتسموث إلى معركة ترافالغار عام 1805، وصولًا إلى الأميرة فيكتوريا في الثانية عشرة من عمرها، كجزء من تعليمها. حتى خلال الحروب النابليونية ، وحتى عام 1815، كان هناك تدفق من الشخصيات الأجنبية البارزة والعسكريين الراغبين في تعلم استخدامها. وُصفت هذه الآلات بالتفصيل ووُضِّحت بالرسوم التوضيحية في موسوعة إدنبرة (1811)، وموسوعة ريس (1812)، وملحق الطبعة الرابعة من الموسوعة البريطانية (1817)، وموسوعة متروبوليتانا . واستندت موسوعات لاحقة، مثل موسوعة توملينسون وموسوعة بيني ، في معلوماتها إلى هذه المنشورات السابقة.

ركزت هذه الروايات بشكل شبه كامل على آلات صناعة القوالب الخشبية، وتجاهلت جانب نشر الأخشاب في المصانع، ونتيجة لذلك لم يتناول المعلقون المعاصرون هذا الجانب من مصانع القوالب الخشبية. كانت مناشر الأخشاب مهمة لأنها أتاحت لبرونيل تطوير أفكاره التي وظفها لاحقًا في مصنعه الخاص للقشرة الخشبية في باترسي، ومناشر الأخشاب التابعة للبحرية الملكية في حوض بناء السفن وولويتش وحوض بناء السفن تشاتام ، بالإضافة إلى المصانع التي صممها لشركات خاصة، مثل مصنع بورثويك في ليث باسكتلندا.

ظلت مصانع قوالب البناء تحت سيطرة البحرية الأمريكية منذ ذلك الحين، ولذلك فهي غير مفتوحة للجمهور. وتراجع إنتاج القوالب باستخدام هذه الآلات تدريجيًا على مر السنين، حتى توقف الإنتاج نهائيًا في ستينيات القرن الماضي، إلا أن بعض الآلات الأصلية، وأجزاء من محركات النقل، وهياكل غرف المحركات لا تزال موجودة في المباني. ويضم المتحف الوطني للعلوم والصناعة في لندن مجموعة مختارة من هذه الآلات، تبرعت بها الأميرالية بين عامي 1933 و1951، بينما تُعرض آلات أخرى في متحف متدربي حوض بناء السفن في بورتسموث. وتزعم بعض المواقع الإلكترونية أن مؤسسة سميثسونيان في واشنطن العاصمة تمتلك أيضًا آلات من بورتسموث، إلا أن هذا الادعاء غير صحيح، وفقًا للمؤسسة.

لم تُستخدم مطاحن بلوك منذ سنوات عديدة، على الرغم من بقاء العديد من أنظمة البكرات الأصلية في مكانها، وإن كانت في حالة سيئة. كما أن المبنى نفسه في حالة سيئة، ويُعدّ أولوية قصوى لكل من هيئة التراث الإنجليزي ووزارة الدفاع. ومنذ عام ٢٠٠٦، يجري العمل على مشروع لضمان الحفاظ على المبنى ومحتوياته، إن لم يكن ترميمها.

• مبانٍ مصنفة من الدرجة الأولى في هامبشاير

• يمكن الاطلاع على تقارير هيئة التراث الإنجليزي والوثائق الأخرى عند توفرها في سجل الآثار الوطنية في سويندون، ويلتشير.
• جيلبرت، كيث ريجينالد (1965). آلات صناعة قوالب بورتسموث: مشروع رائد في الإنتاج الضخم . لندن: مكتب القرطاسية التابع لجلالة الملكة.
• كوبر، سي سي، "خط الإنتاج في مطحنة بورتسموث بلوك"، في مراجعة علم الآثار الصناعية السادس، 1982، 28-44
• كوبر، سي سي، "نظام بورتسموث للتصنيع"، التكنولوجيا والثقافة ، 25، 1984، 182-225
• كواد، جوناثان، الأحواض الملكية 1690-1850 ، ألدرشوت، 1989
• كواد، جوناثان، مطاحن بورتسموث بلوك  : بنثام، برونيل وبداية الثورة الصناعية للبحرية الملكية ، 2005، رقم ISBN 1-873592-87-6
• ويلكين، سوزان، تطبيق التقنيات الجديدة الناشئة بواسطة حوض بناء السفن في بورتسموث، 1790-1815 ، أطروحة دكتوراه من الجامعة المفتوحة، 1999. (النسخ متوفرة من خدمة الأطروحات البريطانية التابعة للمكتبة البريطانية)
• كانتريل، ج. وكوكسون، ج. (محرران). هنري مودسلي ورواد عصر الآلة ، ستراود، 2002

• المتحف الوطني للعلوم والصناعة، لندن - صناعة العالم الحديث
• صور لآلات صنع القوالب في المتحف الوطني للعلوم والصناعة

50°48′13″ شمالاً 1°06′33″ غرباً / 50.8035° شمالاً 1.1093° غرباً / 50.8035; -1.1093