توماس نيوكومن

توماس نيوكومن ( / ˈ nj uː k ʌ m ə n / ؛ فبراير 1664 ^{[ i ] [ 1 ]} – 5 أغسطس 1729) كان مخترعًا إنجليزيًا، ومبتكر المحرك الجوي في عام 1712، وواعظًا معمدانيًا بالمهنة وتاجر حديد بالمهنة.

وُلد في دارتموث ، بمقاطعة ديفون ، إنجلترا، لعائلة تجارية، وعُمِّد في كنيسة القديس سافيور في 28 فبراير 1664. ^{[ 3 ]} في ذلك الوقت، كانت الفيضانات في مناجم الفحم والقصدير مشكلة كبيرة. وسرعان ما انخرط نيومان في محاولة تحسين طرق ضخ المياه من هذه المناجم. وتخصصت تجارته في مجال الأدوات المعدنية في تصميم وتصنيع وبيع الأدوات لصناعة التعدين. ^{[ 4 ]}

كان توماس نيوكومن واعظًا غير متفرغ وشيخًا مُعلِّمًا في الكنيسة المعمدانية المحلية . بعد عام ١٧١٠، أصبح راعيًا لمجموعة محلية من المعمدانيين. كان والده من بين المجموعة التي جلبت القس البيوريتاني الشهير جون فلافيل إلى دارتموث. لاحقًا، كان إدوارد والين، أحد معارف نيوكومن التجاريين في لندن، قسًا معمدانيًا آخر تربطه علاقات بالدكتور جون جيل المعروف من هورسلي داون، ساوثوارك . ساهمت علاقة نيوكومن بالكنيسة المعمدانية في برومزغروف بشكل كبير في انتشار محركه البخاري، حيث كان المهندسان جوناثان هورنبلوور الأب وابنه يعملان في الكنيسة نفسها.

كان إنجاز نيوكومن العظيم هو محركه البخاري ، الذي طُوّر حوالي عام 1712؛ إذ جمع بين أفكار توماس سافري ودينيس بابين ، فابتكر محركًا بخاريًا لغرض رفع الماء من منجم قصدير . ^{[ 5 ]} من المرجح أن نيوكومن كان على معرفة بسافري، الذي كان أسلافه تجارًا في جنوب ديفون . كما شغل سافري منصبًا لدى مفوضي البحارة المرضى والمصابين ، ما نقله إلى دارتموث. كان سافري قد ابتكر "محركًا ناريًا"، وهو نوع من السيفون الحراري ، حيث يُضخ البخار إلى وعاء فارغ ثم يُكثّف. ويُستخدم الفراغ الناتج لسحب الماء من الحوض في قاع المنجم. لم يكن "المحرك الناري" فعالًا جدًا، ولم يكن بإمكانه العمل على عمق يتجاوز ثلاثين قدمًا تقريبًا.

استبدل نيومان وعاء الاستقبال (حيث كان يُكثّف البخار) بأسطوانة تحتوي على مكبس، استنادًا إلى تصميم بابين. وبدلًا من أن يسحب الفراغ الماء، كان يسحب المكبس إلى أسفل. استُخدم هذا لتشغيل محرك شعاعي ، حيث كان يتأرجح عارضة خشبية كبيرة على نقطة ارتكاز مركزية . وعلى الجانب الآخر من العارضة، كانت هناك سلسلة متصلة بمضخة في قاعدة المنجم. وعندما كانت أسطوانة البخار تُعاد تعبئتها بالبخار، استعدادًا لشوط الطاقة التالي ، كان الماء يُسحب إلى أسطوانة المضخة ويُدفع في أنبوب إلى السطح بفعل وزن الآلة. بنى نيومان وشريكه جون كالي أول محرك ناجح من هذا النوع في مصنع كونيغري للفحم في تيبتون ، غرب ميدلاندز. ويمكن رؤية نسخة عاملة من هذا المحرك في متحف بلاك كانتري ليفينغ القريب.

لا يُعرف الكثير نسبيًا عن حياة نيوكومن اللاحقة. بعد عام ١٧١٥، أُديرت شؤون المحرك من خلال شركة غير مسجلة، هي "مالكو اختراع رفع الماء بالنار". وكان سكرتيرها وأمين صندوقها جون ميريس، كاتب جمعية الصيادلة في لندن. شكلت تلك الجمعية شركة احتكرت توريد الأدوية للبحرية، مما وفر صلة وثيقة مع سافري، الذي شهد على وصيته . ضمت لجنة المالكين أيضًا إدوارد والين، وهو معمداني من أصل سويدي، وقس كنيسة في مايز بوند، ساوثوارك . توفي نيوكومن في منزل والين عام ١٧٢٩، ودُفن في مقبرة بانهيل فيلدز على مشارف مدينة لندن ؛ والموقع الدقيق لقبره غير معروف.

بحلول عام 1733، تم تركيب حوالي 125 محركًا من محركات نيوكومن، التي تعمل بموجب براءة اختراع سافري (التي تم تمديدها بموجب قانون بحيث لم تنته صلاحيتها حتى عام 1733)، بواسطة نيوكومن وآخرين في معظم مناطق التعدين المهمة في بريطانيا وفي قارة أوروبا: مناجم الفحم في بلاك كانتري ، ووارويكشاير وبالقرب من نيوكاسل أبون تاين ؛ في مناجم القصدير والنحاس في كورنوال ؛ وفي مناجم الرصاص في فلينتشاير وديربيشاير ، من بين أماكن أخرى.

حافظ محرك نيوكومن على مكانته دون تغيير جوهري لمدة 75 عامًا تقريبًا، وانتشر تدريجيًا إلى مناطق أوسع في المملكة المتحدة وأوروبا القارية. في البداية، استُخدمت أسطوانات نحاسية، لكنها كانت باهظة الثمن ومحدودة الحجم. سمحت تقنيات صب الحديد الجديدة، التي طوّرتها شركة كولبروكديل في عشرينيات القرن الثامن عشر، باستخدام أسطوانات أكبر، يصل قطرها إلى حوالي 1.8 متر (6 أقدام) بحلول ستينيات القرن نفسه. أدت الخبرة إلى تحسين التصميم وإجراء تعديلات طفيفة على التخطيط. وقد حسّن جون سميتون تفاصيله الميكانيكية بشكل كبير ، حيث بنى العديد من المحركات الكبيرة من هذا النوع في أوائل سبعينيات القرن الثامن عشر؛ وسرعان ما اعتُمدت تحسيناته. بحلول عام 1775، كان قد تم بناء حوالي 600 محرك نيوكومن، على الرغم من أن العديد منها قد تآكل قبل ذلك، وتم التخلي عنه أو استبداله.

لم يكن محرك نيوكومن آلةً فعّالة بأي حال من الأحوال، على الرغم من أنه كان على الأرجح في أقصى درجات التعقيد التي سمحت بها تقنيات الهندسة والمواد في أوائل القرن الثامن عشر. كان يُفقد قدر كبير من الحرارة عند تكثيف البخار، مما يؤدي إلى تبريد الأسطوانة. لم يكن هذا الأمر ذا أهمية كبيرة في مناجم الفحم، حيث كان الفحم الصغير غير القابل للبيع (الفحم الخام) متوفرًا، ولكنه زاد بشكل ملحوظ من تكاليف التعدين في المناطق التي لم يكن الفحم متوفرًا فيها بسهولة، كما هو الحال في كورنوال. تم استبدال محرك نيوكومن تدريجيًا بعد عام 1775 في المناطق التي كان فيها الفحم باهظ الثمن (خاصة في كورنوال ) بتصميم مُحسّن ابتكره جيمس وات ، حيث كان البخار يُكثّف في مُكثّف منفصل. كان محرك وات البخاري ، المدعوم بتقنيات هندسية أفضل، بما في ذلك آلة الحفر الخاصة بويلكنسون ، أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، مما مكّن وات وشريكه ماثيو بولتون من تحصيل عوائد كبيرة بناءً على الوقود المُوفّر.

أدخل وات لاحقًا تحسينات أخرى، بما في ذلك المحرك مزدوج الفعل، حيث كان كل من شوطي الصعود والهبوط شوطًا للقدرة. وقد كانت هذه المحركات مناسبة بشكل خاص لتشغيل مصانع النسيج، واستُخدمت العديد من محركات وات في هذه الصناعات. في البداية، لم تُحقق محاولات تشغيل الآلات بمحركات نيوكومن نجاحًا كبيرًا، حيث أن شوط القدرة الواحد كان يُنتج حركة متقطعة، ولكن استخدام عجلات الموازنة والهندسة المُحسّنة تغلب إلى حد كبير على هذه المشاكل. بحلول عام 1800، تم بناء المئات من المحركات الدوارة غير التابعة لشركة وات، خاصة في مناجم الفحم ومصانع الحديد حيث لم تكن الحركة غير المنتظمة مشكلة، وكذلك في مصانع النسيج. ^{[ 6 ]}

على الرغم من تحسينات وات، ظلت المحركات الشائعة (كما كانت تُعرف آنذاك) قيد الاستخدام لفترة طويلة، بل وتم بناء عدد أكبر بكثير من محركات نيوكومن مقارنةً بمحركات وات حتى خلال فترة براءة اختراع وات (حتى عام 1800)، نظرًا لانخفاض تكلفتها وبساطتها. من بين أكثر من 2200 محرك تم بناؤها في القرن الثامن عشر، لم يكن سوى 450 محركًا من محركات وات. تم دمج عناصر من تصميم وات، وخاصة المكثف المنفصل، في العديد من المحركات المقلدة. حتى بعد عام 1800، استمر بناء محركات نيوكومن، وتمت إضافة المكثفات إليها بشكل روتيني. كما تم تركيبها بشكل شائع على محركات نيوكومن الموجودة (ما يُعرف بمكثف "وعاء التخليل").

توجد أمثلة على محركات نيوكومن في متحف العلوم بلندن ، إنجلترا، ومتحف فورد في ديربورن، ميشيغان، الولايات المتحدة، من بين أماكن أخرى. ^{[ 7 ]}

في عام 1964، رتبت جمعية نيوكومن في لندن لنقل محرك نيوكومن من محطة هوكسبيري جانكشن في وارويكشاير إلى دارتموث، حيث يمكن رؤيته يعمل بنظام هيدروليكي بدلاً من غلاية البخار. ^{[ 8 ]} ووفقًا للدكتور سيريل بوشيه من جمعية نيوكومن، ^{[ 9 ]} يعود تاريخ محرك نيوكومن التذكاري هذا إلى حوالي عام 1725، مع إضافة آلية صمامات جديدة وأجزاء أخرى لاحقًا.

ربما يكون آخر محرك من طراز نيوكومن يُستخدم تجاريًا - وآخر محرك لا يزال قائمًا في موقعه الأصلي - موجودًا في مركز إلسكار للتراث ، بالقرب من بارنسلي في جنوب يوركشاير . وقد أُعيد ترميمه إلى حالة التشغيل بين عامي 2012 و2015؛ وكشف عنه الأمير إدوارد، إيرل ويسيكس ، في مايو 2016. ^{[ 10 ]} وهناك محرك نيوكومن آخر يمكن مشاهدته وهو يعمل، وهو نسخة طبق الأصل حديثة منه في متحف بلاك كانتري في دادلي، غرب ميدلاندز. كما يمكن مشاهدة محرك نيوكومن التذكاري في دارتموث، ديفون، وهو يتحرك، ولكنه يعمل بنظام هيدروليكي.

في 23 فبراير 2012، أصدرت هيئة البريد الملكية طابعًا بريديًا يضم محرك نيوكومن البخاري الجوي كجزء من سلسلة "البريطانيون المتميزون". ^{[ 11 ]}

• جينكينز، ريس (1936). سافري، نيوكومن والتاريخ المبكر للمحرك البخاري في الأوراق المجمعة لريس جينكينز . كامبريدج: جمعية نيوكومن. ص 48-93 . 
• تشاكرابورتي، ألبان (2026). آلة العالم (1727-1800): العصر الثاني: عصر الدقة (1727-1900) - نشأة الفيزياء الكلاسيكية (نسخة كيندل). خمسة قرون في سبيل الحقيقة (1490-2025). المجلد  4.
• رولت، ليونيل توماس كاسويل (1963). توماس نيوكومن. ما قبل تاريخ المحرك البخاري (  الطبعة الأولى). داولش: ديفيد وتشارلز. ص  158.
• بريستون، إريك (2012). توماس نيوكومن من دارتموث والمحرك الذي غيّر العالم . دارتموث: جمعية دارتموث وكينجسوير ومجموعة أبحاث تاريخ دارتموث. ص  60. ISBN 978-1-899011-27-8.
• رولت، ليونيل توماس كاسويل؛ ألين، جون س. (1977). محركات البخار لتوماس نيوكومن (  الطبعة الثانية). هارتينغتون: شركة مورلاند للنشر. ص  160. ISBN 0-903485-42-7.
• كانيفسكي، جون؛ جون روبي (1980). "المحركات البخارية في بريطانيا في القرن الثامن عشر: تقييم كمي". التكنولوجيا والثقافة . 21 (2). بالتيمور: مطبعة جامعة جونز هوبكنز: 161-186 . doi : 10.2307/3103337 . JSTOR 3103337. S2CID 111410577 .  
• موسون، أ. إي.؛ إريك روبنسون (1969). العلم والتكنولوجيا في الثورة الصناعية . مانشستر: مطبعة جامعة مانشستر. ص  393 (الفصل الثاني عشر). ISBN 0-7190-0370-9.
• لي، سيدني، محرر. (1903). قاموس السير الوطنية: الفهرس والملخص . سميث، إلدر وشركاه.
• يونغ، دبليو إيه (1939). "توماس نيوكومن، تاجر الأدوات الحديدية: الخلفية المعاصرة" . معاملات جمعية نيوكومن . 20 (1): 1-15.

• "نيوكومن، توماس"  . قاموس السير الوطنية . لندن: سميث، إلدر وشركاه . 1885-1900.
• تشيشولم، هيو ، محرر (1911). "نيوكومن، توماس"  . الموسوعة البريطانية (  الطبعة الحادية عشرة). مطبعة جامعة كامبريدج.